ES2221824T3

ES2221824T3 - Procedimiento y aparato de codificacion y decodificacion predictiva de imagenes.

Info

Publication number: ES2221824T3
Application number: ES00117975T
Authority: ES
Inventors: Choong Seng Boon
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-04-09
Filing date: 1998-04-07
Publication date: 2005-01-16
Anticipated expiration: 2018-04-07
Also published as: DE69816342D1; BR9801156A; SG65064A1; EP1065883B1; TW395136B; US6370276B2; US20020027955A1; DE69824896T2; DE69815922D1; ES2203383T3; US20010014178A1; DE69815922T2; MY129665A; EP1322122B1; EP0871336A3; US6459813B1; US6633678B2; KR100319248B1; ID20775A; EP0871336A2

Abstract

Procedimiento de decodificación predictiva de imágenes para decodificar datos de imagen obtenidos al codificar una imagen que incluye un objeto de forma arbitraria cuyo tamaño es variable, que comprende: determinar si los datos codificados correspondientes a los primeros y segundos datos codificados previamente decodificados, que se utilizan como una imagen de referencia adelante y una imagen de referencia atrás, respectivamente, comprenden datos de contenidos de imágenes codificados correspondientes a un objeto de forma arbitraria.

Description

Procedimiento y aparato de codificación y decodificación predictiva de imágenes.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a la decodificación y codificación predictiva de imágenes y, más particularmente, a procedimientos de decodificación predictiva de imágenes, aparatos de decodificación predictiva de imágenes, procedimientos de codificación predictiva de imágenes, aparatos de codificación predictiva de imágenes y medios de almacenamiento de datos, que se emplean para tratar imágenes de tamaño variable.

Antecedentes de la invención

Con el fin de almacenar o transmitir una imagen digital con una eficacia elevada, es necesario codificar la imagen digital comprimiéndola a la vez. Como método típico para codificar una imagen digital comprimiéndola a la vez se encuentra la DCT (Transformación Discreta del Coseno), representada por JPEG (Grupo Unido de Expertos en Fotografía) y MPEG (Grupo de Expertos en Imágenes en Movimiento). Además, existen procedimientos de codificación de formas de onda, tales como la codificación en sub-bandas, la codificación wavelet y la codificación fractal. Además, con el fin de eliminar una señal redundante entre imágenes, se lleva a cabo una predicción de las imágenes intermedias empleando la compensación de movimiento y una señal de diferencia se somete a la codificación de forma de onda.

Aquí se describirá un método MPEG basado en la compensación de movimiento DCT. Inicialmente, una imagen de entrada de un cuadro que se va a codificar se divide en una pluralidad de macrobloques, cada uno con un tamaño de 16x16 píxeles. Cada macrobloque se divide adicionalmente en cuatro bloques, cada uno con un tamaño de 8x8 píxeles, y a cada bloque de 8x8 píxeles se le aplica la DCT y se somete a cuantificación. Este proceso se denomina "codificación intra-cuadro".

Por otro lado, utilizando un método de detección de movimiento, tal como la correlación de bloques, desde un cuadro temporalmente adyacente a un cuadro objeto que incluye un macrobloque objeto que se va a cuantificar, se detecta un macrobloque de predicción que tiene el error más pequeño del macrobloque objeto, y se lleva a cabo una compensación del movimiento de la imagen anterior basándose en el movimiento detectado, para obtener de ese modo un bloque de predicción óptimo. Una señal que muestra el movimiento hacia el macrobloque de predicción que tiene el error más pequeño es un vector de movimiento. En lo sucesivo, una imagen empleada como referencia para generar el macrobloque de predicción se denomina una imagen de referencia. Después, se obtiene una diferencia entre el bloque objeto y el bloque de predicción correspondiente, y a esta diferencia se le aplica la DCT para obtener un coeficiente DCT. El coeficiente DCT se cuantifica y la salida cuantificada se transmite o se almacena junto con la información del movimiento. Este proceso se denomina "codificación inter-cuadro".

La codificación inter-cuadro tiene dos modos de predicción: la predicción a partir de una imagen anterior en el orden de visualización, y la predicción a partir tanto de imágenes pasadas como futuras. La primera se denomina "predicción hacia delante" y la
segunda se denomina "predicción bidireccional".

En el lado del decodificador, tras restablecer el coeficiente DCT cuantificado a la señal original de diferencia, el bloque de predicción se obtiene basándose en la señal de diferencia y en el vector de movimiento, y se suman el bloque de predicción y la señal de diferencia para reproducir la imagen. En esta técnica convencional, se presupone que el tamaño de la imagen de referencia (una imagen empleada como referencia para generar una imagen de predicción) es igual al tamaño de la imagen objeto.

En los últimos años, una pluralidad de objetos que constituye una imagen (imágenes de forma arbitraria) se somete por separado a una codificación con compresión y se transmite, mejorando con ello la eficacia de la codificación y permitiendo la reproducción objeto a objeto. En la codificación y decodificación de este tipo de imagen de forma arbitraria, el tamaño de la imagen cambia con gran frecuencia. Por ejemplo, una pelota se hace cada vez más pequeña hasta que al final desaparece. Además, existe un caso en el que el tamaño de la imagen (objeto) se hace cero.

En la codificación predictiva ordinaria, una imagen de referencia es una imagen reproducida justo antes de una imagen objeto que se está procesando en ese momento. Si el tamaño de la imagen de referencia es cero, puesto que no hay nada definido en la imagen de referencia, es decir, puesto que la imagen de referencia no tiene datos de imagen significativos para emplearse en la codificación predictiva, la codificación predictiva no puede llevarse a cabo. En este caso, no existe ninguna forma convencional excepto la codificación intra-cuadro. No obstante, en general la codificación intra-cuadro aumenta la cantidad de datos codificados y reduce la eficacia de la compresión. Cuando una imagen desaparece (tamaño de imagen = cero) y aparece frecuentemente en una secuencia de imágenes en movimiento, la eficacia de la codificación está degradada significativamente. Por ejemplo, en una película de foco parpadeante, si la luz aparece y desaparece en unidades de imagen, todas las imágenes de luz deben someterse a la codificación intra-cuadro.

El documento DE 195 06 372 describe un procedimiento de estimación de movimiento bidireccional y el aparato correspondiente en un sistema codec de vídeo móvil de baja tasa de bits, para filtrar vectores de movimiento realizando una estimación de movimiento bidireccional en unidades de objetos que tienen el mismo movimiento en un dominio constante y para compensar el movimiento utilizando los vectores de movimiento generados como resultado de la predicción del movimiento hacia adelante o atrás según el modo de predicción de movimiento de cuadros previamente establecidos, que puede determinar el vector de movimiento preciso en comparación con el algoritmo de adaptación de bloques existentes e ilustra el movimiento inter-cuadros con una cantidad de información más pequeña. Por lo tanto, se utilizan menos datos para la compresión y se puede mejorar la calidad de la imagen reconstruida.

El documento US-A-5 510 840 describe un circuito de detección de vector de movimiento que detecta el vector de movimiento para cada macrobloque entre un campo impar y un campo par. Un circuito de decisión del sistema de codificación decide el tipo del sistema de codificación, es decir, si el sistema de codificación es del tipo basado en el campo o del tipo basado en el cuadro, basándose en una mediana de un vector de movimiento. Un circuito de control controla las puertas y conmutadores de cambio, según el tipo de sistema de codificación que se decida por el sistema de decisión, para generar una imagen de referencia basada en el campo o una imagen de referencia basada en el cuadro a partir de memorias intermedias. Los circuitos desde un nodo aditivo a un circuito de VLC encuentra datos diferencia entre la imagen de referencia y la imagen que se va a codificar, al mismo tiempo que transforma los datos diferencia por la transformada discreta del coseno y con la codificación de longitud variable de los datos transformados. El circuito VLC establece el tipo de sistema de codificación como un indicador en una cabecera de una capa jerárquica predeterminada de un flujo de bits. Un dispositivo de decodificación de datos de imágenes detecta el limitador y ejecuta la decodificación cambiando la decodificación basada en el campo a la decodificación basada en el cuadro o viceversa, dependiendo del indicador para reproducir los datos de imágenes.

El artículo "Object-oriented analysis synthesis coding of moving images" por Musmann H.G. et al, Signal Processing: Image Communication, XX, XX, vol. 1, 1 de enero de 1989, páginas 117 - 138, trata de un procedimiento de codificación predictiva por la división de una imagen en tres parámetros, movimiento, forma y color. En vez de utilizar la codificación bloque a bloque habitual, según D1, una imagen que contiene un objeto puede codificarse más eficientemente empleando la codificación predictiva. Sin embargo, cuando se codifican objetos pequeños, el control del modo de codificación vuelve otra vez a la codificación orientada a los bloques.

Sumario de la invención

Es un objetivo de la presente invención proporcionar un procedimiento de decodificación predictiva de imágenes, un aparato de decodificación predictiva de imágenes, un procedimiento de codificación predictiva de imágenes, un aparato de codificación predictiva de imágenes y un medio de almacenamiento de datos que puedan realizar la codificación o decodificación predictiva eficaz de una imagen de tamaño variable incluso si el tamaño de una imagen de referencia es cero o si la imagen de referencia es completamente transparente.

Otros objetivos y ventajas de la invención se pondrán claramente de manifiesto a partir de la siguiente descripción detallada. La descripción detallada y las realizaciones específicas descritas sólo se proporcionan a modo de ejemplo, puesto que, a partir de la descripción detallada, resultarán evidentes para los expertos en la materia varias adiciones y modificaciones dentro del alcance de la invención.

Por tanto, la presente invención se refiere a un procedimiento de decodificación predictiva de imágenes y a un procedimiento de codificación predictiva de imágenes, según se definen en las reivindicaciones adjuntas.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 es un diagrama de flujo de un proceso de generación de imágenes de predicción en un procedimiento de decodificación predictiva de imágenes según una primera realización útil para la compresión de la presente invención.

Las figuras 2(a) y 2(b) son diagramas esquemáticos para explicar la predicción de imágenes en el procedimiento de decodificación predictiva de imágenes según la presente invención.

La figura 3 es un diagrama de bloques que ilustra un aparato de decodificación predictiva de imágenes según la primera realización.

La figura 4 es un diagrama de bloques que ilustra una unidad de memoria de cuadros empleada en el aparato de decodificación predictiva de imágenes según la primera realización.

La figura 7 es un diagrama que muestra datos de imagen según la primera realización.

La figura 8 es un diagrama de flujo de un proceso de generación de imágenes de predicción en un procedimiento de decodificación predictiva de imágenes según una segunda realización útil para la comprensión de la invención.

La figura 9 es un diagrama que muestra datos de imagen según la segunda realización de la invención.

La figura 11 es un diagrama de flujo de un proceso de generación de imágenes de predicción en un procedimiento de decodificación predictiva de imágenes según una sexta realización de la presente invención.

Las figuras 14(a)-14(c) son diagramas para explicar un medio de almacenamiento de datos que contiene un programa para implantar el proceso de imágenes mediante un ordenador, cuyo proceso de imágenes es el procedimiento según la realización de la invención.

Descripción detallada de las realizaciones preferidas

Realización 1

La figura 1 es un diagrama de flujo de un proceso de generación de imágenes de predicción en un procedimiento de decodificación predictiva de imágenes según una primera realización. Antes de explicar la figura 1, se describirá un método de predicción de imágenes según esta primera realización empleando las figuras 2(a) y 2(b).

El tamaño de una imagen de entrada empleada en el procedimiento de decodificación predictiva de imágenes de esta primera realización es variable, y puede ocurrir que el tamaño se haga cero.

La figura 2(a) muestra imágenes 201\sim210 de una película, que están dispuestas en el orden de visualización. La imagen 201 es el primer cuadro que se va a visualizar, seguido por la imagen 202, 203, ..., y este orden se muestra como #1\sim#10. Puesto que la imagen (201) #1 es la primera imagen, se somete a la codificación intra-cuadro. En esta primera realización, una imagen (un cuadro) se divide en una pluralidad de bloques, cada uno con un tamaño de 8x8 píxeles, y a cada bloque de 8x8 píxeles se le aplica la DCT y se somete a cuantificación. El coeficiente cuantificado se somete a la codificación de longitud variable. Durante la decodificación, los datos codificados obtenidos mediante la codificación de longitud variable se someten a la decodificación de longitud variable, y el coeficiente cuantificado obtenido mediante la decodificación de longitud variable se somete a la cuantificación inversa y se le aplica la DCT inversa, reproduciendo así la imagen. A continuación, la imagen (202) #2 se somete a la codificación predictiva inter-cuadro haciendo referencia a la imagen (201) #1 reproducida.

En esta primera realización, mediante el uso de la correlación de bloques como método de detección del movimiento, se detecta a partir de la imagen (201) #1 un bloque de predicción que tiene el error más pequeño del bloque objeto que se está procesando en ese momento. Basándose en el movimiento detectado del bloque objeto hacia el bloque de predicción, se obtiene un bloque de predicción óptimo mediante la compensación del movimiento del bloque objeto a partir de la imagen (201) #1 reproducida. A continuación, se obtiene una diferencia entre el bloque objeto y el bloque de predicción correspondiente, y a la diferencia se le aplica la DCT. El coeficiente DCT se cuantifica y la salida cuantificada se transmite o se almacena junto con los datos de movimiento. La imagen (201) #1 reproducida sirve como imagen de referencia para la imagen (202) #2. Esta predicción se denomina "predicción hacia delante". Durante la decodificación, el bloque de predicción se añade a la diferencia, que se ha sometido a la cuantificación inversa y a la que se le ha aplicado la DCT inversa, reproduciendo de ese modo la imagen.

De manera similar, la imagen (203) #3 y la imagen (204) #4 se someten a la codificación predictiva empleando imágenes de referencia, mostradas por las flechas. Como con las imágenes (206) #6, (208) #8 y (210) #10, la predicción puede llevarse a cabo a partir de una imagen anterior, menos una. En contraste con la predicción hacia delante, como con las imágenes (205) #5, (207) #7 y (209) #9, la predicción puede realizarse haciendo referencia a una imagen futura que se va a visualizar tras la imagen objeto. Esta predicción se denomina "predicción hacia atrás". Cuando se llevan a cabo tanto la predicción hacia delante como la predicción hacia atrás, esto se denomina "predicción bidireccional". La predicción bidireccional tiene tres modos: modo de predicción hacia delante, modo de predicción hacia atrás y modo de interpolación para equilibrar la predicción hacia delante y la predicción hacia atrás.

La figura 2(b) muestra el orden de transmisión, es decir, el orden de decodificación, de las imágenes predichas tal como se muestra en la figura 2(a).

Inicialmente, la imagen (211) #1 se decodifica y se reproduce. Haciendo referencia a la imagen #1 reproducida, se decodifica la imagen (212) #2. Con respecto a la imagen de predicción bidireccional, tal como la imagen (216) #5, las imágenes de referencia empleadas para la predicción tienen que decodificarse y reproducirse antes que la imagen de predicción. Por tanto, la imagen (215) #6 se decodifica antes que la imagen (216) #5. Asimismo, la imagen (217) #8 y la imagen (219) #10 se transmiten, decodifican y reproducen antes que la imagen (218) #7 y la imagen (220) #9, respectivamente.

Cuando se transmite una imagen de tamaño variable, debe transmitirse el tamaño de la imagen. En esta primera realización, el tamaño de la imagen se describe en la cabecera de los datos codificados, y los tamaños Hm y Vm horizontal y vertical se muestran cada uno con 20 bits. La figura 7 muestra unos datos (VD) de imagen codificados según esta primera realización, y los datos codificados incluyen el vector de movimiento, el ancho de la cuantificación y el coeficiente DCT, además de los tamaños Hm y Vm horizontal y vertical.

A continuación, se proporciona una descripción del proceso de generación de imágenes de predicción en el procedimiento de decodificación predictiva de imágenes según la primera realización.

Para generar una imagen de predicción, se introduce inicialmente el tamaño de la imagen anterior de referencia (etapa 102), y se estima si el tamaño de la imagen de referencia es igual a o distinto de cero
(etapa 103).

En el orden de decodificación mostrado en la figura 2(b), siempre existe una imagen de referencia antes de una imagen que es objeto de la decodificación (en la codificación, objeto de la codificación). Es decir, la imagen de referencia es una imagen reproducida más recientemente en el procedimiento de decodificación predictiva de esta primera realización. Por ejemplo, en la figura 2(b), una imagen de referencia para la imagen (214) #4 es la imagen (213) #3. Sin embargo, una imagen reproducida por medio de la predicción bidireccional no puede utilizarse para la predicción, de manera que esta imagen no puede ser una imagen de referencia. Por tanto, por ejemplo, una imagen de referencia para la imagen (217) #8 es la imagen (215) #6.

Si en la etapa 103 se decide que el tamaño de la imagen de referencia es distinto de cero, la etapa 104 viene a continuación, en el que se genera una imagen de predicción utilizando la imagen de referencia. Por otra parte, si en la etapa 103 se detecta que el tamaño de la imagen de referencia es cero, la etapa 105 viene a continuación, en el que se genera una imagen de predicción utilizando, como imagen de referencia, una imagen reproducida recientemente cuyo tamaño es distinto de cero. La forma de detectar una imagen recientemente reproducida cuyo tamaño es distinto de cero se describirá posteriormente mediante la figura
2(b).

En el caso de generar una imagen de predicción de la imagen (214) #4, se supone que el tamaño de la imagen (213) #3, justo antes de la imagen (214) #4, es cero, y que el tamaño de la imagen #2 es distinto de cero. En este caso, se genera una imagen de predicción de la imagen (214) #4 haciendo referencia a la imagen (212) #2. Asimismo, en el caso de generar una imagen de predicción de la imagen (215) #6, suponiendo que los tamaños de las imágenes (213) #3 y (214) #4 sean cero, la imagen de predicción se genera haciendo referencia a la imagen (212) #2. Esta primera realización emplea la compensación del movimiento bloque a bloque como método para generar una imagen de predicción, al igual que MPEG1.

La figura 3 es un diagrama de bloques que ilustra un aparato 300 de decodificación predictiva de imágenes según la primera realización.

El aparato 300 de decodificación predictiva de imágenes recibe los datos de imagen obtenidos al codificar con compresión una imagen de tamaño variable mediante un método prescrito, y lleva a cabo la decodificación predictiva de los datos de la imagen.

El aparato 300 de decodificación predictiva de imágenes incluye una analizador 302 de datos, un decodificador 303 y un sumador 306. El analizador 302 de datos analiza los datos de imagen codificados con compresión y transfiere el ancho de cuantificación y el coeficiente DCT a la línea 312, el vector de movimiento, a la línea 318, y el tamaño de la imagen, a la línea 321. El decodificador 303 transforma los datos de bloque comprimidos (bloque comprimido) del analizador 302 de datos a un bloque expandido mediante expansión de datos. El sumador 306 suma el bloque expandido y el bloque de predicción para generar un bloque reproducido.

Además, el aparato 300 para la decodificación predictiva de imágenes incluye una unidad 309 de memoria de cuadros y un generador 310 de imágenes de predicción. La unidad 309 de memoria de cuadros almacena el bloque reproducido. El generador 310 de imágenes de predicción genera una dirección para acceder a la unidad 309 de memoria de cuadros basándose en el vector de movimiento, y obtiene, como bloque de predicción, un bloque que corresponde a la dirección de la imagen almacenada en la unidad 309 de memoria de cuadros. En esta primera realización, el generador 310 de imágenes de predicción determina, como imagen de referencia, una única imagen reproducida que se ha reproducido recientemente y que incluye datos de imagen significativos a los que remitirse, basándose en el tamaño de imagen procedente del analizador 302 de datos. La determinación de una imagen de referencia puede realizarse, tal como se muestra mediante líneas discontinuas en la figura 3, utilizando un controlador 320 que controla la unidad 309 de memoria de cuadros de acuerdo con el tamaño de imagen procedente del analizador 302 de datos. Es decir, la unidad 309 de memoria de cuadros está controlada por el controlador 320 para así seleccionar una única imagen reproducida que se ha reproducido recientemente y que incluye datos de imagen significativos a los que remitirse.

El decodificador 303 comprende un cuantificador 304 inverso que cuantifica a la inversa el bloque comprimido procedente del analizador 302 de datos, y un transformador 305 inverso de coseno discreto (en lo sucesivo denominado IDCT) que aplica la DCT inversa (transformación de una señal de región de frecuencia en una señal de región espacial) a la información de salida procedente del cuantificador 304 inverso.

Además, los numerales 301 y 307 de referencia designan un terminal de entrada y un terminal de salida del aparato 300 para la decodificación predictiva de imágenes.

Se proporciona una descripción del funcionamiento del aparato de decodificación predictiva de imágenes mostrado en la figura 3.

En primer lugar, los datos de imagen (datos codificados), obtenidos al codificar con compresión una imagen de tamaño variable con un método prescrito, se introducen en el terminal 301 de entrada. En esta primera realización, la codificación con compresión se lleva a cabo utilizando la DCT con compensación de movimiento, tal como en MPEG1, de manera que los datos codificados incluyen el vector de movimiento, el ancho de cuantificación, el coeficiente DCT y los datos del tamaño de la imagen.

A continuación, en el analizador 302 de datos, se analizan los datos de imagen codificados con compresión, y el ancho de cuantificación y el coeficiente DCT se transmiten al decodificador 303, como datos de bloque comprimidos, a través de la línea 312. Además, el vector de movimiento analizado en el analizador 302 de datos se transmite al generador 310 de imágenes de predicción a través de la línea 318. Asimismo, el tamaño de imagen analizado por medio del analizador 302 de datos se transmite al controlador 320 a través de la línea 321.

En el decodificador 303, los datos de bloque comprimidos, es decir, el bloque comprimido, se expanden mediante el cuantificador 304 inverso y el transformador 305 DCT inverso, generando con ello un bloque 314 expandido. En concreto, el cuantificador 304 inverso cuantifica inversamente el bloque comprimido, y el transformador 305 DCT inverso transforma la señal de área de frecuencia a la señal de área espacial, generando con ello el bloque 314 expandido. En el generador 310 de imágenes de predicción, se genera una dirección 321 para acceder a la unidad 309 de memoria de cuadros, de acuerdo con el vector de movimiento transmitido a través de la línea 318, y esta dirección 321 se introduce en la unidad 309 de memoria de cuadros. Entonces, se genera un bloque 317 de predicción a partir de las imágenes almacenadas en la unidad 309 de memoria de cuadros. El bloque 317 (319) de predicción y el bloque 314 expandido se introducen en el sumador 306, en el que estos bloques 319 y 314 se suman, generando con ello un bloque 315 reproducido. El bloque 315 reproducido se emite desde el terminal 307 de salida y, de forma simultánea, se transmite a través de la línea 316 y se almacena en la unidad 309 de memoria de cuadros. Si se lleva a cabo una decodificación intra-cuadros, todos los valores de muestra del bloque de predicción son iguales a cero.

El funcionamiento del generador 310 de imágenes de predicción es idéntico al ya descrito en relación con el diagrama de flujo de la figura 1. Es decir, el tamaño de la imagen de referencia se introduce en el generador 310 de imágenes de referencia, y la imagen de referencia se determina en el generador 310 de imágenes de referencia. La determinación de la imagen de referencia puede llevarse a cabo controlando la unidad 309 de memoria de cuadros de acuerdo con la información sobre si el tamaño de la imagen de referencia es igual o distinto de cero, información que se transmite a través del controlador 320 y de la línea 322.

La figura 4 es un diagrama de bloques que ilustra un banco 406 de memoria de cuadros como ejemplo de la unidad 309 de memoria de cuadros en el aparato 300 para la decodificación predictiva de imágenes según la primera realización. El banco 406 de memoria de cuadros incluye tres memorias 401\sim403 de cuadros. La imagen reproducida se almacena en una de las memorias 401\sim403 de cuadros. Al generar una imagen de predicción, se accede a estas memorias 401\sim403 de cuadros.

En esta primera realización, el banco 406 de memoria de cuadros tiene unos conmutadores 404 y 405. El conmutador 405 sirve para seleccionar una memoria de cuadros para almacenar la imagen reproducida, que se introduce a través de la línea 408 (correspondiente a la línea 316 de la figura 3), procedente de las memorias 401\sim403 de cuadros. El conmutador 405 selecciona las memorias 401\sim403 de cuadros una a una, controlado por el controlador 320, es decir, de acuerdo con la señal 322 de control. Es decir, después de que se almacena la primera imagen reproducida en la memoria 401 de cuadros, la segunda imagen reproducida se almacena en la memoria 402 de cuadros. Después de que la tercera imagen reproducida se almacena en la memoria 403 de cuadros, el conmutador 405 selecciona la memoria 401 de cuadros. El conmutador 404 está conectado al generador 310 de imágenes de predicción a través de la línea 407 (correspondiente a la línea 317 de la figura 3). Este conmutador 404 también selecciona las memorias 401\sim403 de cuadros una a una, controlado por el controlador 320, es decir, de acuerdo con la señal 322 de control. Sin embargo, el orden de conmutación se modifica de acuerdo con el tamaño de la imagen de referencia. Por ejemplo, aunque el conmutador 404 ha de estar conectado a la memoria 402 de cuadros para generar una imagen de predicción de acuerdo con el orden dado, si el tamaño de imagen de la memoria 402 de cuadros es cero, el controlador 320 controla el conmutador 404 para así seleccionar la memoria 401 de cuadros anterior (con la premisa de que el tamaño de imagen de la memoria 401 de cuadros es distinto de cero). De esta manera, puede generarse una imagen de predicción a partir de una imagen de referencia cuyo tamaño es distinto de cero. El conmutador 404 puede estar conectado a múltiples memorias de cuadros al mismo tiempo. Además, en una unidad en la que cada memoria de cuadros se reposiciona cada vez que se reproduce una única imagen, controlando la unidad con el controlador 320, puede dejarse una imagen reproducida recientemente cuyo tamaño es distinto de cero en la memoria de cuadros, de manera que no se reposicione la memoria de cuadros no se vuelva a ajustar si el tamaño de la imagen reproducida es cero. En otras palabras, es posible evitar que se actualice la memoria de cuadros.

Aunque en esta primera realización se describe el método DCT de compensación del movimiento bloque a bloque, la presente invención puede aplicarse a otros métodos de predicción que emplean, por ejemplo, la compensación global del movimiento o la compensación arbitraria del movimiento de bloques entramados. Además, aunque en esta primera realización se genera una imagen de predicción a partir de una única imagen reproducida que sirve como imagen de referencia, la presente invención puede aplicarse de forma similar al caso en el que se genera una imagen de predicción a partir de una pluralidad de imágenes de referencia.

Tal como se describió anteriormente, según la primera realización, se detecta el tamaño de una imagen anterior de referencia que se ha introducido en el aparato y, si el tamaño de la imagen de referencia es distinto de cero, se genera una imagen de predicción empleando la imagen de referencia. Por otra parte, si el tamaño de la imagen anterior de referencia es cero, se genera una imagen de referencia utilizando una imagen recientemente reproducida cuyo tamaño es distinto de cero. Por tanto, si una pluralidad de objetos que forman una imagen se somete a una codificación con compresión y se transmite objeto a objeto para aumentar la eficacia de la compresión, se evita que se utilice una imagen de tamaño variable, que ya ha desaparecido, como imagen de referencia para la codificación o decodificación predictiva, dando como resultado la codificación o decodificación predictiva apropiada, capaz de eliminar la señal residual (señal de diferencia). Además, los datos codificados, obtenidos por el aparato de codificación predictiva de imágenes según esta séptima realización pueden decodificarse correctamente mediante el aparato de decodificación predictiva de imágenes según la segunda realización.

Realización 2

En la primera realización, se detecta si el tamaño de la imagen de referencia es igual o distinto de cero, y la imagen de referencia se determina utilizando la información detectada. Sin embargo, si el hecho de que el tamaño de la imagen es cero se indica mediante otro índice (por ejemplo, un indicador F de un bit), el control puede llevarse a cabo utilizando este índice. En esta segunda realización de la invención, se controla la generación de una imagen de predicción utilizando un índice de este tipo.

Es decir, en esta segunda realización, tal como se muestra en la figura 9, los datos codificados de una imagen objeto incluyen un indicador F de un bit, que indica que el tamaño de la imagen es cero, es decir, la imagen correspondiente de referencia es completamente transparente y no tiene datos codificados, y este indicador F se coloca delante de los tamaños Hm y Vm horizontal y vertical que indican el tamaño de la imagen. Si el tamaño de la imagen es cero, el indicador F es "0". En esta segunda realización, la generación de una imagen de predicción se controla utilizando el indicador F.

A continuación se proporcionará una descripción de un proceso de generación de imágenes de predicción en el procedimiento de decodificación predictiva de imágenes según la segunda realización, utilizando el diagrama de flujo de la figura 8.

Para generar una imagen de predicción, primeramente se introduce una imagen anterior de referencia en la etapa 802, y en la etapa 803 se estima si el indicador F de la imagen de referencia es o no "1". Si en la etapa 803 se determina que el indicador F de la imagen de referencia es "1", el tamaño de esta imagen de referencia es distinto de cero, concretamente, la imagen de referencia no es completamente transparente y tiene datos codificados. De esta manera, en la etapa 804, se genera una imagen de predicción empleando la imagen anterior de referencia.

Si en la etapa 803 se determina que el indicador F de la imagen de referencia no es "1", la etapa 805 viene después, en el que se genera una imagen de predicción utilizando como imagen de referencia una imagen recientemente reproducida cuyo indicador F no es "0".

Tal como se describió anteriormente, según la segunda realización de la invención, si una pluralidad de objetos que forman una imagen se somete a una codificación con compresión y se transmite objeto a objeto, se evita que se utilice como imagen de referencia una imagen de tamaño variable que ya ha desaparecido, dando como resultado una decodificación y codificación predictiva apropiada, capaz de eliminar la señal residual (señal de diferencia). Además, los datos codificados de la imagen objeto tienen, como cabecera, un indicador que muestra si la imagen anteriormente reproducida tiene o no datos codificados significativos a los que remitirse, y la imagen de referencia se determina al detectar este indicador. De esta manera, se facilita la operación de determinar la imagen de referencia.

Realización 6

La figura 11 es un diagrama de flujo de un proceso de generación de imágenes predictivas en un procedimiento de decodificación predictiva que emplea la predicción bidireccional, según una sexta realización de la presente invención. En concreto, en esta sexta realización, la pregunta "¿es cero el tamaño?" de las etapas 603, 604 y 607 de la figura 6 se cambia por la pregunta "¿es 0 el indicador F?", tal como se muestra en las etapas 1103, 1104 y 1107 de la figura 11.

Según la sexta realización de la invención, en el caso de que una pluralidad de objetos que forman una imagen se someta a la codificación con compresión y se transmita objeto a objeto, cuando se genera una imagen de predicción empleando imágenes de referencia hacia delante y hacia atrás, se evita que se utilicen como imágenes de referencia imágenes de tamaño variable que ya han desaparecido, dando como resultado una codificación o decodificación predictiva adecuada, capaz de eliminar la señal residual (señal de diferencia). Además, si se determina que los indicadores F de las imágenes de referencia hacia delante y hacia atrás son "0", se genera una imagen de predicción que tiene un valor prescrito. Por tanto, se facilita la detección de la imagen de tamaño variable que ya ha desaparecido, y se facilita la generación de la imagen de predicción.

Asimismo, cuando un programa para implantar el procedimiento de decodificación predictiva de imágenes o el procedimiento de codificación predictiva de imágenes según la realización antedicha de la invención se registra en un medio de almacenamiento tal como un disquete, pudiendo el proceso de imágenes, según la realización, ejecutarse con facilidad en un sistema informático independiente.

Las Figuras 14(a)-14(c) son diagramas para explicar el caso en que el proceso de decodificación predictiva de imágenes, según la realización antedicha, se ejecuta por un sistema informático utilizando un disquete que contiene un programa correspondiente al proceso.

La Figura 14(a) ilustra una vista frontal de un disquete FD, una vista en sección transversal de dicho disquete y un cuerpo de disquete D como un medio de almacenamiento. La Figura 14(b) ilustra un ejemplo de una formación física del cuerpo del disquete D. El cuerpo del disquete D está contenido en una caja FC. Sobre la superficie del cuerpo del disquete D, se forma una pluralidad de pistas Tr concéntricamente desde la circunferencia exterior del disco hacia la circunferencia interior. Cada pista se divide en 16 sectores en la dirección angular. Por lo tanto, en el cuerpo del disquete D que contiene el programa antedicho, los datos del programa se registran en zonas asignadas del cuerpo del disquete D.

La Figura 14(c) ilustra la estructura para grabar/reproducir el programa de/desde el disquete FD, en la que Cs es un sistema informático y FDD es una unidad de disco. Cuando el programa se graba en el disquete FD, los datos del programa se escriben en el disquete FD desde el sistema informático Cs a través de la unidad de disco FDD. Cuando el procedimiento de decodificación predictiva de imágenes antedicho está construido en el sistema informático Cs desde el programa en el disquete FD, el programa es objeto de lectura desde el disquete FD por la unidad de disco FDD y se transmite al sistema informático Cs.

Aunque en la anterior descripción se hizo énfasis sobre un medio de almacenamiento de datos que contiene un programa para realizar un procedimiento de decodificación predictiva de imágenes según la realización antedicha, un medio de almacenamiento de datos que contiene datos de imágenes codificados según la realización antedicha está también dentro del ámbito de la invención.

Además, aunque en la anterior descripción se hizo énfasis sobre el proceso de imágenes por un proceso informático utilizando un disquete como un medio de almacenamiento de datos, puede llevarse a cabo un proceso de imágenes similar utilizando otro medio de almacenamiento, tal como una tarjeta IC y una casete ROM, en la medida en que el programa del proceso de imágenes pueda ser registrado en los medios.

Claims

1. Procedimiento de decodificación predictiva de imágenes para decodificar datos de imagen obtenidos al codificar una imagen que incluye un objeto de forma arbitraria cuyo tamaño es variable, que comprende:

determinar si los datos codificados correspondientes a los primeros y segundos datos codificados previamente decodificados, que se utilizan como una imagen de referencia adelante y una imagen de referencia atrás, respectivamente, comprenden datos de contenidos de imágenes codificados correspondientes a un objeto de forma arbitraria;

seleccionar, como la imagen de referencia adelante, los primeros datos codificados previamente decodificados solamente cuando los datos codificados correspondientes a los primeros datos codificados previamente decodificados, comprenden datos de contenidos de imágenes codificados;

seleccionar, como la imagen de referencia atrás, los segundos datos codificados previamente decodificados solamente cuando los datos codificados correspondientes a los segundos datos codificados previamente decodificados comprenden datos de contenidos de imágenes codificados;

generar una imagen de predicción haciendo referencia a por lo menos una de las imágenes de referencia adelante seleccionada y las imágenes de referencia atrás seleccionadas, y

decodificar los datos de imágenes mediante un procedimiento de decodificación predictiva utilizando la imagen de predicción generada;

en el que dicha determinación se realiza sobre la base de un indicador incluido en los datos codificados correspondientes a los primeros y segundos datos codificados, previamente decodificados, respectivamente, señalando dicho indicador si los datos codificados correspondientes a los primeros y segundos datos codificados previamente decodificados, respectivamente, incluyen o no datos de contenido de imágenes codificados correspondientes al objeto de forma arbitraria.