ES2262847T3 - Procedimiento para la prediccion dirigida de un bloque de imagenes. - Google Patents
Procedimiento para la prediccion dirigida de un bloque de imagenes.Info
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Abstract
Procedimiento para la predicción dirigida de un bloque de imagen (C¿) constituido por puntos de imagen (a, b, ..., p), especialmente para la Intra-Predicción de bloques de imágenes con un tamaño mayor que 4 x 4 puntos de imagen, en el que se utilizan puntos de imagen marginales (A, B, C, D; E, F, G, H) al menos de un bloque de imagen vecino (A¿, B¿) ya predicho para la predicción de un bloque de imagen actual (C¿) y en el que aquellos puntos de imagen, que se utilizan para la predicción en función de la dirección de predicción, son prefiltrados a lo largo de un borde del bloque de imagen actual a predecir (C¿).
Description
Procedimiento para la predicción dirigida de un
bloque de imágenes.
La invención parte de un procedimiento para la
predicción dirigida de un bloque de imágenes que está constituido
por puntos de imagen, especialmente para la
intra-predicción de bloques de imágenes con un
tamaño mayor que 4 x 4 puntos de imagen.
Se conoce a partir de [1]
http://standard.pictel.com/ftp/vidro-sire/0109
San/, especialmente en las páginas 9 a 11, llevar a cabo para
la norma de codificación de vídeo H-26L una
Intra-Predicción en bloques de 4 x 4 píxeles
(puntos de imagen) o sobre bloques de 16 x 16 píxeles.
Intra-Predicción significa que para la generación
de una señal de predicción solamente se utilizan informaciones ya
transmitidas de una imagen actual (por ejemplo, la primera imagen
de una secuencia de vídeo se codifica siempre "intra"). Para la
predicción de 4 x 4 están a disposición en [1] seis modos, que se
diferencian en la dirección, desde la que se lleva a cabo la
predicción. En este caso, los píxeles marginales de bloques de
imágenes vecinas ya predichas (codificadas) son utilizados para la
predicción.
Con las medidas de la reivindicación 1 se
utilizan para la predicción de un bloque actual de imágenes de la
misma manera puntos de imagen marginales de al menos un bloque de
imágenes vecino ya predicho. No obstante, adicionalmente se
prefiltran aquellos puntos de imagen utilizados para la predicción
en función de la dirección de la predicción a lo largo de un borde
de un bloque del bloque de imágenes a predecir actualmente. Esta
filtración previa conduce a propiedades de predicción mejoradas,
especialmente para bloques con longitud grande de los cantos, es
decir, una longitud de los cantos mayor que cuatro puntos de
imagen.
La invención parte del reconocimiento de que
cuando debe emplearse una predicción dirigida para tamaños de
bloques con más que 4 x 4 puntos de imagen, es decir, 4 x 8, 8 x 4,
8 x 8, 16 x 8, ..., 16 x 16, en el bloque de imágenes predicho se
producen estructuras muy significativas, que conducen a fuertes
artefactos en la imagen reconstruida. A través de la filtración
previa de acuerdo con la invención, estos artefactos son evitados a
través de la filtración de la señal de predicción, lo que conduce a
una mejora subjetiva y objetiva del procedimiento de codificación
para la transmisión de los bloques de imágenes predichos de esta
manera.
Con las medidas de la reivindicación 2 se
agrupan los puntos de imagen utilizados para la predicción de un
bloque vecino para formar un vector de predicción y se lleva a cabo
un filtrado de paso bajo a lo largo de la dirección del vector de
predicción. Esta medida simplifica el gasto de procesamiento frente
a un posible filtrado individual.
A través de la ponderación máxima del filtrado
de paso bajo en la posición cero de acuerdo con la reivindicación
3, es decir, en la posición de un punto de imagen precisamente a
predecir, se mantiene el desarrollo del vector de predicción, pero
el filtrado conduce a un alisamiento del vector. La influencia de
los valores de predicción vecinos sobre la posición actual se reduce
cuando más alejados están de la posición actual. Este modo de
proceder amortigua la formación de artefactos de una manera
especialmente efectiva a medida que se incrementan los tamaños de
los bloques.
Las medidas de la reivindicación 1 contribuyen
de la misma manera de forma ventajosa a la supresión de
artefactos.
Las reivindicaciones 5 a 7 muestran medidas
ventajosas del tratamiento del borde del bloque. Especialmente a
través de la continuación del vector de predicción con sus valores
marginales se simplifica el gasto de procesamiento y de memoria, lo
que conduce a un incremento de la eficiencia de codificación.
Con la ayuda de los dibujos se explican unos
ejemplos de realización. En este caso:
La figura 1 muestra un bloque de imagen a
predecir con sus bloques de imagen vecinos.
La figura 2 muestra un bloque de imagen a
predecir actualmente con sus puntos de imagen individuales y los
puntos de imagen de los bloques de imagen vecino en sus cantos.
La figura 3 muestra las direcciones de
predicción de los diferentes modos de predicción.
La figura 4 muestra un bloque de imagen del
tamaño 4 x 4 puntos de imagen con puntos de imagen predichos y la
utilización de puntos de imagen ya predichos de un bloque
vecino.
La figura 5 muestra un diagrama de bloques del
tamaño 8 x 8 puntos de imagen con predicción no filtrada.
La figura 6 muestra el diagrama de bloques de la
figura 5, pero con filtrado previo de acuerdo con la invención.
Antes de entrar en la descripción de la
invención propiamente dicha, se explica en primer lugar, para una
mejor compresión, la Intra-Predicción en función de
la dirección conocida a partir de [1]. La
Intra-Predicción de acuerdo con [1] se lleva a cabo
sobre bloques de 4 x 4 píxeles o sobre bloques de 16 x 16 píxeles.
Para la predicción de 4 x 4 están disponibles seis módulos, que se
diferencian en la dirección a partir de la cual se lleva a cabo la
predicción. En este caso, los píxeles marginales (puntos de imagen
marginales) de bloques de imagen vecinos ya codificados son
utilizados para la predicción. Los bloques vecinos A' y B' vecinos
al bloque de imagen C' a predecir actualmente están representados en
la figura 1. La figura 2 muestra el bloque de imagen actual C' con
sus puntos de imagen a, b, c, ..., p con los píxeles marginales de
los bloques de imagen vecinos y, en concreto, A, B, C, D del bloque
de imagen A' o bien E, F, F, H que se suceden hacia arriba para el
bloque de imagen vecino B' que sigue hacia la izquierda así como I
del bloque de imagen vecino que sigue a continuación en la esquina
superior izquierda (con línea de trazos en la figura 1).
Además de la predicción DC (de porciones
iguales), en la que el valor medio a partir de las posiciones A a H
se utiliza como predicción para todos los píxeles del bloque de
imagen C', están disponibles cinco modos con diferentes direcciones
de predicción. Además de la predicción horizontal y vertical, son
posibles también tres direcciones de predicción inclinadas. Las
direcciones de predicción están representadas en la figura 3. En la
figura 4 se muestra un ejemplo de la predicción con el modo 1. En
este modo solamente se utilizan los píxeles A a D para la
predicción. En el modo 1 se lleva a cabo la predicción de la
siguiente manera:
Predicción de píxel | A través de |
a | (A + B) /2 |
b | B |
b, i | (B + C) /2 |
f, m | C |
c, j | (C + D)/2 |
d, g, h, k, l, n, o, p | D |
\vskip1.000000\baselineskip
La predicción sobre la base de bloques de 16 x
16 píxeles se emplea en zonas de la imagen con poca actividad. Aquí
están disponibles la presión DC, la predicción horizontal y vertical
así como una predicción "plana" ligeramente más costosa. Para
una descripción completa de los métodos de
Intra-Predicción se remite al Modelo de Prueba
H-26L (TML) [1].
Los procedimientos previstos para la predicción
4 x 4 se pueden ampliar directamente sobre otros grupos de bloques.
A tal fin, se prosiguen las predicciones de una manera
correspondiente.
Si debe emplearse una predicción dirigida, como
se ha definido anteriormente para bloques de imágenes 4 x 4, para
bloques de imágenes con más que 4 x 4 puntos de imagen, por ejemplo
4 x 8, 8 x 4, 8 x 8, 16 x 8,..., 16 x 16, entonces en el bloque de
imagen predicho pueden aparecer estructuras muy significativas, que
conducen a artefactos fuertes en la imagen reconstruida. Las medidas
de acuerdo con la invención impiden estos artefactos y conducen de
esta manera a una mejora tanto subjetiva como objetiva del
procedimiento de codificación.
La descripción parte de los modos de predicción
dirigidos utilizados para la Intra-codificación de
bloques de imágenes de 4 x 4. Se contemplan bloques de imágenes de
los tamaños 4 x 8, 8 x 4, 8 x 8, 8 x 16, 16 x 8 y 16 x 16. El
filtrado se emplea en los cantos con longitud > 4 píxeles, es
decir, para cantos de la longitud 8 o 16 píxeles. El procedimiento
se puede utilizar de la misma manera para otros tamaños de bloques y
direcciones de predicción.
A continuación se designan los píxeles del
bloque de imagen actual del tamaño de M líneas y N columnas con
P (i, j), i =
0, ..., -1, j = 0, ...,
M-1
Los píxeles de los bloques de imágenes vecinos
utilizados para la predicción se encuentran en las posiciones P(-1,
j) y P (i,-1). Se agrupan a continuación en el vector de predicción
V(n) de la longitud N_{f}. En el caso de la predicción del
Modo 1 presentada anteriormente para bloques de 4 x 4, es por lo
tanto, con N_{f} = 4:
V (n) = P (n,
-1) = [A, B, C, D],
\hskip1.5cmn = 0, ... 3.
Para la predicción de un bloque de imágenes no
se utiliza V (n), sino una versión filtrada V_{f}(n). Para
el filtrado se emplea un filtro (de paso bajo) de longitud L
adecuada, por ejemplo:
Longitud de los cantos | Filtro h(n) | Longitud del filtro L |
8 | 7/32, 18/32, 7/32 | 3 |
16 | 3/32, 7/32, 12/32, 7/32, 3/32 | 5 |
El filtrado previo se lleva cabo en función de
la dirección de predicción. En el modo 1 preajustado a lo largo del
borde superior del bloque de la imagen C' a predecir actualmente. El
filtrado previo se lleva a cabo a lo largo de la dirección del
vector de predicción V(n).
A través del filtrado de paso bajo se consigue
un alisamiento de la señal de predicción. Existen varias
posibilidades para el tratamiento del borde.
- -
- Continuación constante con V(0) y V(N_{f}-1) en los bordes
- -
- Para el borde inferior derecho, utilización de píxeles ya codificados, que se extienden más allá de la zona del borde del bloque, por ejemplo V(n) = P(n, -1), con n = N, ... N_{f}-1),
- -
- Para el borde superior izquierdo: continuación del vector de predicción a lo largo del canto, por ejemplo:
V(n) = P
(n, -1), para n = 0, ... N_{f}
–1
V(n) =
P(-1, - (n + 2)), para n = -int(L/2), ...,
-1
En este caso, int(x) significa
"redondeo por truncado"
La actuación del filtrado previo se muestra en
la figura 5 a modo de ejemplo para un bloque de imágenes de 8 x 8
con una predicción en el Modo 1. La figura 5 muestra la predicción
no filtrada, la figura 6 muestra el bloque de imagen predicho en el
caso de filtrado previo con el filtro de la longitud 3 indicado
anteriormente para la longitud de los cantos de 8 píxeles.
A continuación se indica un ejemplo de
realización posible del filtrado previo.
Se indica un bloque de 8 x 8 P(i, j), i,
j = 0, ..., 7, con un vector de predicción V(n), n = 0, ...,
7.
Se filtra con un filtro de 3 pasos para bloques
de imágenes de la longitud de los cantos 8, con los coeficientes de
filtro h (n) = (7 18 7) /32.
El filtrado previo con la continuación constante
en los bordes de cómo resultado:
V_{f}(0) = (7*V(0)
+ 18*V(0) +
7*V(1))/32
V_{f}(1) = (7*V(0)
+ 18*V(2) +
7*V(3))/32
V_{f}(2) = (7*V(1)
+ 18*V(3) +
7*V(4))/32
...
V_{f}(7) = (7*V(6)
+ 18*V(7) +
7*V(7))/32
El vector Vf(n), n = 0, ..., 7 se emplea
entonces para la predicción del bloque de imagen C' actual. Como se
muestra en la figura 5, en el caso de una cuantificación aproximada
sin la utilización del procedimiento de acuerdo con la invención, se
pueden apreciar artefactos fuertes de la predicción. Con el
procedimiento de acuerdo con la invención, se muestra, en lugar de
ello, un desarrollo suave (en el caso de filtrado con un paso bajo).
En bloques de imágenes, en los que todos los coeficientes AC
(porción alterna) han sido cuantificados en cero, se puede
determinar directamente, conociendo el modo de predicción y el
filtro utilizado, el bloque de imagen que está compuesto por los
píxeles marginales de los bloques de imágenes adyacentes.
[1] G. Bjontegaard y Thomas Wiegang (eds.),
"H.26L. Test Model Long-Term (TML) 8", Doc.
VCEG-N10,
ITU-T Q6/SG16 VCEG, 14. Meeting, Santa Bárbara, CA, Septiembre 2001.
ITU-T Q6/SG16 VCEG, 14. Meeting, Santa Bárbara, CA, Septiembre 2001.
Claims (7)
1. Procedimiento para la predicción dirigida de
un bloque de imagen (C') constituido por puntos de imagen (a, b,
..., p), especialmente para la Intra-Predicción de
bloques de imágenes con un tamaño mayor que 4 x 4 puntos de imagen,
en el que se utilizan puntos de imagen marginales (A, B, C, D; E, F,
G, H) al menos de un bloque de imagen vecino (A', B') ya predicho
para la predicción de un bloque de imagen actual (C') y en el que
aquellos puntos de imagen, que se utilizan para la predicción en
función de la dirección de predicción, son prefiltrados a lo largo
de un borde del bloque de imagen actual a predecir (C').
2. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque los puntos de imagen
de al menos un bloque de imagen vecino, que son utilizados para la
predicción del bloque de imagen actual, son agrupados en un vector
de predicción y porque se lleva a cabo un filtrado de paso bajo de
los puntos de imagen utilizados para la predicción a lo largo de la
dirección del vector de predicción.
3. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 2, caracterizado porque durante el filtrado de
paso bajo se pondera al máximo la posición cero.
4. Procedimiento de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque para el filtrado
de paso bajo se utilizan también puntos de imagen, que se extienden
más allá de la zona marginal del bloque de imagen actual.
5. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 4, caracterizado porque los puntos de imagen
que se extienden más allá de la zona marginal del bloque para la
predicción se obtienen a través de la continuación del vector de
predicción e los bordes del bloque.
6. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 5, caracterizado porque para la continuación
del vector de predicción se utilizan los valores componentes del
vector al comienzo y al final, respectivamente del vector de
predicción.
7. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 5, caracterizado porque para la continuación
del vector de predicción se utilizan puntos de imagen de bloques de
imágenes vecinas, que no tienen directamente un borde de bloque
común con el bloque de imagen actual a predecir.
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