ES2262847T3 - Procedimiento para la prediccion dirigida de un bloque de imagenes. - Google Patents

Procedimiento para la prediccion dirigida de un bloque de imagenes.

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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.
Estado de la técnica
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.
Ventajas de la invención
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.
Dibujos
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.
Descripción de ejemplos de realización
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],
\hskip1.5cm
n = 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.
Literatura
[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.

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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