ES2271762T3 - Procedimiento de codificacion de imagenes y procedimiento de descodificacion de imagenes. - Google Patents
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Abstract
Un procedimiento para descodificar datos codificados, comprendiendo dicho procedimiento: descodificación de datos codificados (Bitstream4) para obtener una imagen descodificada (Recon) utilizando o sin utilizar una imagen predictiva (Pred), en la que la imagen predictiva (Pred) se genera haciendo referencia a una imagen de referencia (Ref); caracterizado por filtrado de la imagen descodificada (Recon), dependiendo de la información (FilterType5) que indica si la descodificación de los datos codificados (Bitstream4) se realizó usando la imagen predictiva (Pred) o sin usar la imagen predictiva (Pred); y almacenamiento de la imagen descodificada (FilteredImg5) que se filtra para uso como una imagen de referencia (Ref) para descodificar unos datos codificados (Bitstream4) siguientes.
Description
Procedimiento de codificación de imágenes y
procedimiento de descodificación de imágenes.
La presente invención se refiere a un
procedimiento de descodificación de imágenes.
Con el avance de las aplicaciones multimedia, en
los últimos años cada vez es más frecuente el manejo de la
información de todo tipo de medios como, por ejemplo, audio, vídeo y
texto, de una forma integrada. Al hacerlo, es posible manejar los
medios íntegramente digitalizando todos los medios. Sin embargo,
puesto que las imágenes digitalizadas tienen una cantidad de datos
enorme, las técnicas de compresión de información son una necesidad
básica para su almacenamiento y transmisión. Por otra parte, para
poder interoperar con datos de imágenes comprimidos, también es
importante la estandarización de las técnicas de compresión. Entre
los estándares de las técnicas de compresión de imágenes se incluyen
H.261 y H.263 recomendados por el ITU-T
(International Telecommunicacion Union Telecommunicacion
Standardization Sector), y MPEG (Moving Picture Experts
Group)-1, MPEG-2 y
MPEG-4 de ISO (International Organization for
Standardization).
El documento JP06-038197A
desvela un controlador de filtro, que calcula una suma absoluta de
datos de diferencia entre datos de imágenes que han de ser
codificadas y datos de imágenes antes de un marco como datos de
imagen de predicción, y un LPF adecuado para filtrar los datos de
imagen de predicción almacenados en la memoria de marco que se
selecciona correspondiente a la suma absoluta. A continuación, un
conmutador es conmutado a la posición de un terminal al que está
conectado el LPF y los datos de imagen de predicción almacenados en
la memoria de marco son filtrados por el LPF seleccionado y los
datos procesados son suministrados a un elemento de operación
aritmética a través de un circuito de compensación de
movimiento.
El documento EPA0603878 desvela un sistema de
codificación de entre marcos que elimina eficazmente y de manera
adaptativa las componentes de frecuencia más altas contenidas en una
señal de imagen con un filtro adaptativo provisto en un bucle de
codificación. El filtro adaptativo elimina las componentes de
frecuencia más altas con la intensidad de mal filtrado para una
señal de imagen especificada con un coeficiente de filtrado que es
decidido por un controlador de filtro. El coeficiente de filtrado se
decide por normalización de la diferencia entre una señal de imagen
de entrada y una señal de predicción procedente de una memoria de
marco por la "Atividad" de la señal de imagen de entrada o la
señal de predicción. La "Atividad" puede estar basada en la
suma de los valores de diferencia absoluta o cuadrática basada en el
valor medio de intensidad de luminancia de píxeles de la señal de
imagen.
La Figura 1 es un diagrama de bloques en el que
se muestra una estructura de un aparato de codificación de imágenes
convencional 100. Hay que tener en cuenta que, en la presente
invención, la unidad que consta de una hoja de imagen se denomina
imagen. En una señal de imágenes entrelazada, una imagen significa
un campo o un marco y, en una señal de imágenes progresivas, una
imagen significa un marco.
El aparato de codificación de imágenes 100
incluye un calculador de diferencias 101, una unidad de codificación
de imágenes 102, una unidad de codificación de longitud variable
103, una unidad de descodificación de imágenes 104, un sumador 105,
un filtro entre píxeles 106, una memoria de imágenes 107, una unidad
de predicción entre imágenes 108 y una unidad de cálculo de
predicción entre imágenes 109. El calculador de diferencias 101
resta una imagen predictiva introducida a un terminal de entrada
menos introducido desde una imagen de entrada introducida a un
terminal de entrada más para obtener la imagen diferencial. La
unidad de codificación de imágenes 102 codifica la imagen
diferencial introducida. Por ejemplo, la unidad de codificación de
imágenes 102 codifica los datos introducidos realizando la
transformación de frecuencia de dichos datos utilizando DCT o algo
similar y cuantificando los datos de frecuencia como resultado de la
transformación. La unidad de codificación de longitud variable 103
realiza la codificación de longitud variable de la imagen
diferencial codificada y los parámetros predictivos desde la unidad
de cálculo de predicción entre imágenes 109, añade los datos
relevantes como, por ejemplo, una cabecera que describe la
información relevante a los datos codificados resultantes, los
formatea en un flujo de bits codificado de salida y los envía fuera
del aparato de codificación de imágenes 100. La unidad de
descodificación de imágenes 104 descodifica la imagen diferencial
codificada por la unidad de codificación de imágenes 102 realizando
el procesamiento inverso a la codificación por parte de una unidad
de codificación de imágenes 102 para la imagen diferencial. Por
ejemplo, después de realizar la cuantificación inversa de la imagen
diferencial codificada, la unidad de descodificación de imágenes 104
realiza la transformación de frecuencia inversa, como el DCT
inverso, para descodificar la diferencia entre la imagen de entrada
y la imagen predictiva. El sumador 105 añade la imagen diferencial
descodificada y la imagen predictiva para descodificar la imagen de
entrada. El filtro entre píxeles 106 realiza el filtrado como, por
ejemplo, la supresión del ruido de codificación, en los componentes
de alta frecuencia de la imagen de entrada descodificada. En la
memoria de imágenes 107 se guardan los datos de imágenes de al menos
una imagen de entre las imágenes descodificadas por el sumador 105
como una imagen de referencia. La unidad de predicción entre
imágenes 108 lee una imagen predictiva en la imagen de referencia de
la memoria de imágenes 107 basándose en el resultado de la
predicción obtenido por la unidad de cálculo de predicción entre
imágenes 109. La unidad de cálculo de predicción entre imágenes 109
obtiene un parámetro predictivo PredParam que es la cantidad de
cambio en movimiento de la imagen de entrada a partir de la imagen
de referencia.
Más específicamente, los datos de imágenes Img
se introducen en el aparato de codificación de imágenes 100 desde el
exterior. Los datos de imágenes Img se introducen en el terminal de
entrada más del calculador de diferencias 101. El calculador de
diferencias 101 calcula la diferencia entre los valores de píxeles
de estos datos de imágenes Img y los datos de imágenes predictivas
Pred introducidos en el terminal de entrada menos para obtener el
resultado como datos de imágenes diferenciales Res. Estos datos de
imágenes predictivas Pred se obtienen de la siguiente manera.
Primero, los datos de imágenes de referencia Ref, que son una imagen
de una imagen ya codificada y que se codifican y descodifican una
vez para ser la imagen de una única imagen, se almacenan en la
memoria de imágenes 107. A continuación, a partir de estos datos de
imagen de referencia Ref, se extraen los datos que representan a una
imagen correspondiente a cada bloque de los datos de imágenes Img
introducidos basándose en el parámetro predictivo PredParam. Los
datos que representan a esta imagen de cada bloque son los datos de
imágenes predictivas Pred. El aparato de codificación de imágenes
100 almacena varias hojas de imágenes codificadas como datos de
imágenes de referencia Ref para la predicción en la memoria de
imágenes 107, y la unidad de predicción entre imágenes 108 genera
datos de imágenes predictivas Pred a partir de los datos de imágenes
de referencia Ref almacenados en la memoria de imágenes 107. La
unidad de cálculo de predicción entre imágenes 109 obtiene datos de
parámetros predictivos PredParam que se utilizan para la predicción
(por ejemplo, la información de vectores de movimiento que se
utiliza en el procedimiento de codificación de imágenes MPEG y
similares) a partir de los datos de imágenes de entrada Img y los
datos de imágenes de referencia Ref. Hay que tener en cuenta que los
valores de píxeles de una imagen predictiva deben ser "0" en el
caso de la codificación intra imágenes.
La unidad de codificación de imágenes 102
codifica los datos de imágenes diferenciales Res y los envía como
datos de imágenes diferenciales codificadas CodedRes. La unidad de
descodificación de imágenes 104 descodifica los datos de imágenes
diferenciales codificadas CodedRes y los envía como datos de
imágenes diferenciales descodificadas ReconRes con el fin de
utilizarlos como una imagen de referencia para la predicción entre
imágenes. Los valores de píxeles indicados por estos datos de
imágenes diferenciales descodificadas ReconRes y los valores de
píxeles que indican los datos de imágenes predictivas Pred son
añadidos por el sumador 105 y se envían como datos de imágenes
descodificadas Recon. El filtro entre píxeles 106 realiza el
procesamiento de la operación de filtrado de los datos de imágenes
descodificadas Recon y los almacena como datos de imágenes
descodificadas filtradas FilteredImg en la memoria de imágenes
107.
El filtro entre píxeles 106 tiene el efecto de
reducir el ruido de codificación de los datos de imágenes
descodificadas Recon y mejorar la eficacia de la predicción si se
utiliza la imagen como imagen de referencia. Como ejemplo del filtro
entre píxeles 106, existe un filtro de bucles H.261 que recomienda
ITU-T. Los datos de imágenes descodificadas
filtradas FilteredImg resultantes de la operación de filtrado entre
píxeles realizada por el filtro entre píxeles 106 se almacenan en la
memoria de imágenes 107 y se utilizan como imagen de referencia
cuando se codifican las siguientes imágenes. La unidad de
codificación de longitud variable 103 realiza la codificación de
longitud variable de los datos de imágenes diferenciales codificadas
CodedRes y los datos de parámetros predictivos PredParam y los une
en un solo dato codificado Bitstream para enviar el resultado fuera
del aparato de codificación de imágenes 100. La Figura 2 es un
diagrama de bloques que muestra la estructura de un aparato de
descodificación de imágenes convencional 200. El aparato de
descodificación de imágenes 200 incluye una unidad de
descodificación de longitud variable 201, una unidad de
descodificación de imágenes 202, un sumador 203, un filtro entre
píxeles 204, una memoria de imágenes 205 y una unidad de predicción
entre imágenes 206. El dato codificado Bitstream se introduce en el
aparato de descodificación de imágenes 200 desde el exterior. La
unidad de descodificación de longitud variable 201 realiza la
descodificación de longitud variable de los datos codificados
introducidos Bitstream y los separa en datos de imágenes
diferenciales codificadas CodedRes y datos de parámetros predictivos
PredParam. La unidad de descodificación de imágenes 202 descodifica
los datos de imágenes diferenciales codificadas CodedRes y los
envía como datos de imágenes diferenciales descodificadas ReconRes.
Hay que tener en cuenta que una imagen a la que ha hecho referencia
una imagen enviada como datos de imágenes diferenciales
descodificadas ReconRes, es decir, una imagen que se corresponde con
los datos de imágenes de referencia Ref en el aparato de
codificación de imágenes 100, ya se ha descodificado y almacenado en
la memoria de imágenes 107. Por lo tanto, la unidad de predicción
entre imágenes 206 genera datos de imágenes predictivas Pred a
partir de los datos de imágenes de referencia Ref basándose en los
datos de parámetros predictivos PredParam. El sumador 203 añade los
datos de imágenes predictivas Pred y los datos de imágenes
diferenciales descodificadas ReconRes para enviar el resultado como
datos de imágenes descodificadas Recon. El filtro entre píxeles 204
realiza la operación de filtrado entre píxeles de los datos de
imágenes descodificadas Recon y envía el resultado como datos de
imágenes descodificadas filtradas FilteredImg fuera del aparato de
descodificación de imágenes 200. Por fuera del aparato de
descodificación de imágenes 200 se entiende un aparato de
visualización como una televisión. Asimismo, los datos de imágenes
descodificadas filtradas FilteredImg se almacenan en la memoria de
imágenes 205 y se hará referencia a ellos como datos de imagen de
referencia Ref en las siguientes imágenes.
Sin embargo, si se tiene en cuenta el caso de la
transmisión de imágenes en movimiento a través de un teléfono móvil
o un dispositivo similar, es deseable minimizar el consumo de
energía del aparato móvil en general con el fin de que las horas
disponibles por carga sean mayores, por lo que no es deseable que el
aparato tenga una alta capacidad de procesamiento que requiera una
cantidad de energía mayor para procesar las imágenes. Por lo tanto,
al utilizar un aparato móvil que sólo puede utilizar una unidad de
funcionamiento con una capacidad de procesamiento baja de las
imágenes, a veces ocurre que sólo se puede utilizar un filtro entre
píxeles necesario con una carga de procesamiento reducida. Por otra
parte, a veces es necesario utilizar un filtro entre píxeles de alto
rendimiento para algunas aplicaciones que necesitan transmitir
imágenes en movimiento de alta calidad y con una gran eficacia de
codificación, incluso si se requiere una unidad de funcionamiento
con una carga de procesamiento mayor. Si un procedimiento de
codificación es capaz de responder a dichos requisitos con
flexibilidad, es útil en la creciente gama de aplicaciones para un
aparato de codificación de imágenes y un aparato de descodificación
de imágenes de acuerdo con dicho procedimiento de codificación y
dicho procedimiento de descodificación.
La presente invención se ha concebido en vista
de estos problemas convencionales y tiene como fin proporcionar un
procedimiento de descodificación de imágenes para descodificar datos
codificados por un aparato de codificación de imágenes usando un
filtro entre píxeles que depende selectivamente de diversas
situaciones para generar datos codificados.
El procedimiento de descodificar datos
codificados de acuerdo con la presente invención y de acuerdo a la
reivindicación adjunta 1, comprende descodificar datos codificados
para obtener una imagen descodificada usando o sin usar una imagen
predictiva, en el que la imagen predictiva es generada haciendo
referencia a una imagen de referencia. Además, el procedimiento de
acuerdo con la invención comprende filtrar la imagen descodificada,
dependiendo de la información que indica si la descodificación de
los datos codificados se realizó usando la imagen predictiva o sin
usar la imagen predictiva, y almacenar la imagen descodificada, la
cual es filtrada, para uso como imagen de referencia para
descodificar unos datos codificados siguientes.
Además, se describe un aparato ejemplar de
codificación de imágenes, que es un aparato de codificación de
imágenes que codifica datos de imágenes diferenciales, que es una
diferencia entre datos de imágenes de entrada que representan una
imagen de entrada y datos de imágenes predictivas que representan
una imagen predictiva para una imagen en la imagen de entrada, de
forma que se generen datos de imágenes codificadas, comprendiendo el
aparato de codificación de imágenes: una unidad de descodificación
que se puede activar para descodificar los datos codificados de
imágenes diferenciales y sumar los datos descodificados de imágenes
diferenciales y los datos de imágenes predictivas, después de que se
codifican los datos de imágenes diferenciales; una pluralidad de
filtros entre píxeles para realizar un filtrado entre píxeles para
los datos de imágenes descodificadas obtenidos por la unidad de
descodificación; una unidad de selección que se puede activar para
seleccionar uno de la pluralidad de filtros entre píxeles; y una
unidad generadora de imágenes predictivas que se puede activar para
generar los datos de imágenes predictivas para los datos de imágenes
de entrada, usando los datos de imágenes descodificadas filtrados,
como datos de imágenes de referencia, obtenidos por el filtro entre
píxeles seleccionado.
Por lo tanto, existe un efecto de que el aparato
de codificación de imágenes es capaz de conmutar a un filtro entre
píxeles apropiado dependiendo de la capacidad de procesamiento en el
lado del aparato de codificación de imágenes, la capacidad de
procesamiento en el lado del aparato de descodificación de imágenes
que recibe una señal codificada, o las propiedades, velocidades de
compresión, etcétera, de una imagen que ha de ser codificada, para
crear la señal codificada.
Asimismo, el aparato de descodificación de
imágenes es un aparato de descodificación de imágenes que
descodifica datos de imágenes codificadas obtenidos codificando una
diferencia entre datos de imágenes que representan una imagen en
imágenes en movimiento originales y datos de imágenes predictivas
que representan otra imagen en las imágenes en movimiento originales
para generar una pluralidad de datos de imágenes que representan las
imágenes en movimiento originales, comprendiendo el aparato de
descodificación de imágenes: una unidad de descodificación que se
puede activar para sumar el resultado de descodificación de los
datos de imágenes codificadas y los datos de imágenes predictivas ya
descodificadas asociados con los datos de imágenes codificadas para
generar datos de imágenes que representan una imagen original; una
unidad de selección que se puede activar para seleccionar uno de una
pluralidad de filtros entre píxeles para realizar un filtrado entre
píxeles para los datos de imágenes descodificadas; y una unidad
generadora de imágenes predictivas que se puede activar para generar
los datos de imágenes predictivas asociados con otros datos de
imágenes codificadas a partir de los datos de imágenes que se
realiza del filtrado por el filtro entre píxeles seleccionado.
Por lo tanto, existe un efecto de que el aparato
de descodificación de imágenes es capaz de seleccionar un filtro
entre píxeles dependiendo de la capacidad de procesamiento del
aparato de descodificación de imágenes o de si se hace referencia o
no a una imagen de forma que se genere una imagen predictiva.
Asimismo, cuando el aparato de codificación de imágenes conmuta al
filtro entre píxeles, el aparato de descodificación de imágenes
también puede realizar la descodificación correctamente usando el
filtro entre píxeles correspondiente.
Además, el aparato de codificación de imágenes
(o el aparato de descodificación de imágenes) es un aparato de
codificación de imágenes o similar que codifica imágenes que son
introducidas en secuencia, comprendiendo el aparato de codificación
de imágenes: una unidad de codificación que se puede activar para
codificar una imagen realizando procesamiento de transformación
predeterminado para la imagen; una unidad de transformación inversa
que se puede activar para realizar procesamiento de transformación
inversa respecto al procesamiento de transformación para la imagen
codificada por la unidad de codificación; una unidad de filtrado que
se puede activar para realizar filtrado para la imagen; una unidad
de memorización que se puede activar para memorizar la imagen; y una
unidad de control que se puede activar para realizar control para
almacenar la imagen obtenida por el procesamiento de transformación
inversa por la unidad de transformación inversa en la unidad de
memorización después de que el filtrado es realizado por la unidad
de filtrado, o para almacenar la imagen en la unidad de memorización
sin que se realice el filtrado por la unidad de filtrado, en la que
la unidad de codificación codifica la imagen con referencia a una
imagen anterior que ha sido almacenada en la unidad de
memorización.
Por lo tanto, el filtrado entre píxeles como,
por ejemplo, la reducción de ruido, no siempre se realiza en la
codificación de imágenes (o la descodificación de imágenes), sino
que se puede realizar de forma selectiva cuando sea necesario, por
lo que es posible que un aparato de codificación de imágenes (o un
aparato de descodificación de imágenes) con una capacidad de
procesamiento inferior adopte un filtro entre píxeles realizando el
filtrado entre píxeles solamente para una imagen que tiene una
influencia significativa en la calidad de la imagen, y, por lo
tanto, se puede obtener el efecto de mejora de la calidad de la
imagen significativamente a una velocidad de bits baja.
Aquí, la unidad de control puede ejercer un
control para realizar el filtrado cuando un nivel de importancia de
la imagen sea alto, y no realizar el filtrado cuando el nivel de
importancia de la imagen sea bajo. Por ejemplo, la unidad de control
puede decidir que el nivel de importancia de la imagen es alto y
ejercer control con el fin de realizar el filtrado de la imagen
cuando dicha imagen es una imagen codificada intra imágenes por la
unidad de codificación, y decidir que el nivel de importancia es
bajo y ejercer control con el fin de no realizar el filtrado de la
imagen cuando es una imagen codificada entre imágenes por la unidad
de codificación. O bien, la unidad de control puede decidir que el
nivel de importancia de la imagen es alto y ejercer control con el
fin de realizar el filtrado de la imagen cuando dicha imagen es una
imagen predictiva codificada hacia adelante por la unidad de
codificación, y determinar que el nivel de importancia de la imagen
es bajo y ejercer control con el fin de no realizar el filtrado de
la imagen cuando es una imagen codificada bipredictiva por la unidad
de codificación. O bien, la unidad de control puede determinar que
el nivel de importancia de la imagen es alto y ejercer el control
con el fin de realizar el filtrado de la imagen cuando dicha imagen
es una imagen codificada de capa base por la unidad de codificación,
y determinar que el nivel de importancia de la imagen es bajo y
ejercer el control con el fin de no realizar el filtrado de la
imagen cuando la imagen es una imagen codificada en la capa de
mejora por la unidad de codificación.
Por lo tanto, el filtrado entre píxeles se
realiza para una imagen que tiene una influencia significativa en
otras imágenes, es decir, es una imagen codificada intra imágenes,
una imagen codificada predictiva hacia delante, una imagen de capa
base o similar por prioridad, de forma que el efecto de la mejora de
la calidad de la imagen, como la reducción del ruido mediante un
filtro entre píxeles, se puede obtener con mayor potencia, incluso
con el mismo incremento en la capacidad de carga.
Además, la unidad de control puede monitorizar
si el aparato de codificación de imágenes (o el aparato de
descodificación de imágenes) tiene o no suficiente capacidad de
procesamiento, y realizar el control para realizar el filtrado para
imágenes que incluyan imágenes con niveles de importancia inferiores
si el aparato de codificación de imágenes tiene suficiente capacidad
de procesamiento, y no realizar el filtrado para imágenes que
incluyan imágenes con niveles de importancia superiores si el
aparato de codificación de imágenes no tiene suficiente capacidad de
procesamiento. Por ejemplo, a la imagen se asocia una prioridad que
corresponde al nivel de importancia, y la unidad de control puede
monitorizar una velocidad de funcionamiento de una CPU incluida en
el aparato de codificación de imágenes para monitorizar la capacidad
de procesamiento, y realiza el control para realizar el filtrado
sólo para las imágenes con prioridades superiores si la velocidad de
funcionamiento es alta, y no realizar el filtrado para las imágenes
que incluyan las imágenes con prioridades inferiores si la velocidad
de funcionamiento es
baja.
baja.
De ese modo, como la conexión/desconexión del
filtrado puede controlarse para hacer pleno uso de la capacidad de
procesamiento del aparato de codificación de imágenes (o el aparato
de descodificación de imágenes), se usa una CPU con gran eficiencia,
y por lo tanto la codificación (o descodificación) para alta calidad
de imagen puede obtenerse incluso con los mismos recursos de
hardware.
Como se ha descrito anteriormente, se obtiene la
codificación de imágenes y la descodificación de imágenes a una
velocidad de bits baja (velocidad de compresión alta) para conseguir
una calidad de imagen alta, y particularmente, se puede conseguir el
efecto significativo de mejora de la calidad de la imagen en el
procesamiento de codificación de imágenes y el procesamiento de
descodificación de imágenes mediante un software con recursos de
hardware limitados y, por tanto, se puede afirmar que el valor
práctico de la presente invención es extremadamente alto en estos
días en los que se ha extendido el uso de los ordenadores y la
tecnología de comunicación de la información.
La Figura 1 es un diagrama de bloques que
muestra la estructura de un aparato de codificación de imágenes
convencional.
La Figura 2 es un diagrama de bloques que
muestra la estructura de un aparato de descodificación de imágenes
convencional.
La Figura 3 es un diagrama de bloques que
muestra la estructura de un aparato de codificación de imágenes de
acuerdo con una primera realización de la presente invención.
La Figura 4 es un diagrama de bloques que
muestra la estructura de un aparato de codificación de imágenes que
conmuta un filtro entre píxeles por cada trozo de una imagen de
entrada.
La Figura 5A es un diagrama que muestra la
estructura de flujo de los datos codificados Bitstream que se envían
desde el aparato de codificación de imágenes de la presente
invención. La Figura 5B es un diagrama que muestra la estructura de
flujo de los datos codificados Bitstream que se envían cuando el
aparato de codificación de imágenes de la presente invención conmuta
un filtro entre píxeles en la unidad de un trozo.
La Figura 6 es un diagrama de bloques que
muestra la estructura de un aparato de descodificación de imágenes
que descodifica los datos codificados Bitstream1 generados por el
aparato de codificación de imágenes de acuerdo con la primera
realización.
La Figura 7 es un diagrama de bloques que
muestra la estructura de un aparato de descodificación de imágenes
que utiliza un filtro entre píxeles incorporado en lugar de un
filtro entre píxeles especificado si no se incluye en el aparato de
descodificación de imágenes.
La Figura 8 es un diagrama de bloques que
muestra la estructura de un aparato de codificación de imágenes de
acuerdo con una segunda realización de la presente invención.
La Figura 9 es un diagrama que muestra los
detalles del funcionamiento por medio de un filtro de desbloqueo que
es un ejemplo del filtro entre píxeles, tal y como se muestra en la
Figura 8. La Figura 9A es un diagrama que muestra los valores de
píxeles en las proximidades del límite entre bloques antes del
filtrado. La Figura 9B es un diagrama que muestra los valores de
píxeles en las proximidades del límite entre bloques después del
filtrado.
La Figura 10 es un gráfico de flujo que muestra
el flujo del procesamiento de filtrado por medio de un filtro entre
píxeles.
La Figura 11 es un diagrama de bloques que
muestra la estructura de un aparato de descodificación de imágenes
que puede seleccionar si se va a realizar o no el procesamiento del
filtro entre píxeles.
La Figura 12 es un diagrama de bloques que
muestra la estructura de un aparato de descodificación de imágenes
que está equipado con un filtro entre píxeles que puede seleccionar
adicionalmente en una etapa de salida.
La Figura 13 es un diagrama de bloques que
muestra la estructura de un aparato de descodificación de imágenes
que puede seleccionar un filtro entre píxeles dependiendo del tipo
de imagen de cada imagen.
La Figura 14 es un diagrama de bloques que
muestra la estructura funcional de un aparato de codificación de
imágenes de acuerdo con una tercera realización de la presente
invención.
La Figura 15 es un diagrama de bloques que
muestra la estructura funcional detallada de una unidad de
determinación de prioridad, tal y como se muestra en la Figura
14.
La Figura 16 es un diagrama de bloques que
muestra la estructura funcional detallada de una unidad de control
de procesamiento de filtro, tal y como se muestra en la Figura
14.
La Figura 17 es un diagrama que muestra las
relaciones de referencia entre las imágenes almacenadas en una
memoria de imágenes, tal y como se muestra en la Figura 14.
La Figura 18 es un gráfico de flujo que muestra
el procesamiento de activación del conmutador ejecutado por una
unidad de procesamiento de cambio de conmutador, tal y como se
muestra en la Figura 16.
La Figura 19 es un diagrama de bloques que
muestra la estructura funcional de un aparato de descodificación de
imágenes de acuerdo con una cuarta realización de la presente
invención.
La Figura 20 es un diagrama explicativo en el
caso de la implementación mediante un sistema informático usando un
disco flexible que almacena el procedimiento de codificación de
imágenes o el procedimiento de descodificación de imágenes de la
primera realización a la cuarta realización anteriormente
mencionadas. La Figura 20A muestra un ejemplo de un formato físico
de un disco flexible que es un cuerpo principal del medio de
grabación. La Figura 20B muestra la vista frontal de la apariencia
del disco flexible, la vista en sección cruzada del mismo y el disco
flexible, y la Figura 20C muestra la estructura para grabar y
reproducir el programa anterior en el disco flexible FD.
La Figura 21 es un diagrama de bloques que
muestra la configuración global de un sistema de suministro de
contenido que presta servicios de distribución de contenido.
La Figura 22 es un diagrama que muestra un
ejemplo de la apariencia de un teléfono móvil.
La Figura 23 es un diagrama de bloques que
muestra la estructura del teléfono móvil.
La Figura 24 es un diagrama que explica los
dispositivos que realizan el procesamiento de codificación o el
procesamiento de descodificación, tal y como se muestra en las
realizaciones ya mencionadas y un sistema que utiliza estos
dispositivos.
Primera
realización
A continuación se explican realizaciones
concretas de la presente invención en referencia a las figuras. La
igura 3 es un diagrama de bloques que muestra la estructura de un
aparato de codificación de imágenes 300 de acuerdo con la primera
realización de la presente invención. En esta figura, se asignan los
mismos números de referencia a los mismos elementos constituyentes y
datos que los del aparato de codificación de imágenes 100
convencional que se muestra en la Figura 1 y se omitirán las
explicaciones sobre el mismo, ya que ya se han ofrecido. Igualmente,
en las siguientes imágenes, se asignan los mismos números de
referencia a los elementos constituyentes y datos que ya se han
explicado, y se omiten las explicaciones sobre los mismos. El
aparato de codificación de imágenes 300 consta del calculador de
diferencias 101, la unidad de codificación de imágenes 102, una
unidad de codificación de longitud variable 305, la unidad de
descodificación de imágenes 104, el sumador 105, la memoria de
imágenes 107, la unidad de predicción entre imágenes 108, la unidad
de cálculo de predicción entre imágenes 109, un conmutador 301, un
conmutador 302, un filtro entre píxeles A 303 y un filtro entre
píxeles B 304. El conmutador 301 y el conmutador 302 son
conmutadores que se conectan respectivamente a un terminal 1 o un
terminal 2 selectivamente dependiendo de un valor de la información
de tipo de filtro FilterType1. El conmutador 301 se encuentra entre
el terminal de salida del sumador 105 y los terminales de entrada
del filtro entre píxeles A 303 y el filtro entre píxeles B 304. Y el
conmutador 302 se encuentra entre el terminal de entrada de la
memoria de imágenes 107 y los terminales de salida del filtro entre
píxeles A 303 y el filtro entre píxeles B 304. El filtro entre
píxeles A 303 y el filtro entre píxeles B 304 son filtros de
desbloqueo para suavizar el ruido de alta frecuencia en las
proximidades del límite entre bloques para eliminar la distorsión de
bloques, por ejemplo, y sus niveles de suavizado son diferentes.
Asimismo, sus cargas de procesamiento de operaciones para el
suavizado son diferentes de acuerdo con los niveles de suavizado.
Hay que tener en cuenta que los elementos constituyentes que se
muestran en esta figura, como el conmutador 301 y el conmutador 302,
se pueden implementar como hardware o software. Lo mismo se aplica a
otras figuras.
La unidad de codificación de longitud variable
305 realiza la codificación de longitud variable como, por ejemplo,
la codificación Huffman de la información del tipo de filtro
introducido FilterType1, los datos de imágenes diferenciales
codificadas CodedRes y los datos de parámetros predictivos PredParam
respectivamente, y los une en un solo dato codificado Bitstream1
para enviar dicho dato codificado fuera del aparato de codificación
de imágenes 300.
El funcionamiento del aparato de codificación de
imágenes 300 estructurado de la manera anterior, particularmente una
parte de una nueva estructura, se explicará más detalladamente
comparándola con el aparato de codificación de imágenes convencional
100. En primer lugar, la información de tipo de filtro FilterType1
se introduce en el aparato de codificación de imágenes 300 desde el
exterior. Aquí, por entrada desde el exterior se entiende, por
ejemplo, la entrada de un usuario mediante una interfaz como un
teclado desde el exterior de un aparato de codificación de imágenes
o datos fijos para un aparato, y un valor que determina el aparato
dependiendo de una velocidad de bits (velocidad de compresión) o un
tamaño de imagen. La información de tipo de filtro FilterType1 se
introduce en el conmutador 301 y el conmutador 302. El conmutador
301 y el conmutador 302 conmutan la conexión al "terminal 1" o
al "terminal 2", dependiendo del valor de esta información de
tipo de filtro FilterType1. Por ejemplo, si el valor de la
información de tipo de filtro FilterType1 es "1", tanto el
conmutador 301 como el conmutador 302 se conectan al terminal
"1". En este caso, el filtrado mediante el filtro entre píxeles
A 303 se aplica a los datos de imágenes descodificadas Recon
enviadas desde el sumador 105. Si el valor de la información de tipo
de filtro FilTerType1 es "2", el conmutador 301 y el conmutador
302 se conmutan a lado del terminal "2", y el filtrado por
medio del filtro entre píxeles B 304 se aplica a los datos de
imágenes descodificadas Recon enviadas desde el sumador 105. Los
datos de imágenes descodificadas filtradas FilteredImg1 que se
filtran por medio del filtro entre píxeles A 303 o el filtro entre
píxeles B 304 se almacenan en la memoria de imágenes 107 y se
utilizan como imagen de referencia para la codificación predictiva
de las siguientes imágenes. Además, la información de tipo de filtro
FilterType1 que especifica un filtro entre píxeles se introduce en
la unidad de codificación de longitud variable 305 junto con los
datos de imágenes diferenciales codificadas CodedRes y los datos de
parámetros predictivos PredParam de la misma imagen para realizar la
codificación de longitud variable de estos datos respectivamente. El
resultado de la codificación de longitud variable de la información
de tipo de filtro FilterType1 se almacena en los datos codificados
Bitstream 1 asociándolos con los resultados de la codificación de
longitud variable de estos datos de imágenes diferenciales
codificadas CodedRes y los datos de parámetros predictivos
PredParam, y se graban en un medio de grabación o se transmiten a un
aparato de descodificación de imágenes. Dicho de otro modo, el tipo
de filtro entre píxeles aplicado a los datos de imágenes
descodificadas Recon de cada imagen se notifica al aparato de
descodificación de imágenes mediante la información de tipo de
filtro FilterType1 almacenada en los datos codificados Bitstream1.
Por lo tanto, puesto que el aparato de descodificación de imágenes
que descodifica los datos descodificados Bitstream1 puede
especificar el filtro entre píxeles que se aplica a los datos de
imágenes descodificadas Recon de cada imagen en el aparato de
codificación de imágenes 300, puede utilizar el mismo filtro para la
imagen descodificada de cada imagen. Hay que tener en cuenta que,
aunque el valor de la información de tipo de filtro FilterType1 sea
"1" o "2" en la explicación anterior, se trata de un valor
definido únicamente por motivos explicativos, y se pueden utilizar
otros valores si dichos valores pueden discriminar una pluralidad de
filtros.
Tal y como se ha descrito anteriormente, el
aparato de codificación de imágenes 300, incluyendo una pluralidad
de filtros entre píxeles con diferente rendimiento predictivo y
carga de procesamiento que los filtros entre píxeles, puede
utilizarlos conmutándolos en función de la información de tipo de
filtro FilterType1 introducida desde el exterior. A continuación, se
indican las ventajas de utilizar filtros entre píxeles con diferente
rendimiento predictivo y carga de procesamiento conmutándolos. En
primer lugar, para la explicación, se va a asumir que el filtro
entre píxeles A 303 tiene menor carga de procesamiento que el filtro
entre píxeles B 304, mientras que el filtro entre píxeles B 304
tiene un efecto de supresión de ruido mayor que el filtro entre
píxeles A 303 para mejorar la eficiencia de codificación predictiva.
Como aparato de descodificación de imágenes que descodifica los
datos codificados enviados desde el aparato de codificación de
imágenes 300 de la presente invención, se asume que hay dos tipos de
aparatos de descodificación de imágenes: un aparato de
descodificación de imágenes A que incluye sólo el filtro entre
píxeles A 303, y un aparato de descodificación de imágenes B, que
incluye tanto el filtro entre píxeles A 303 como el filtro entre
píxeles B 304. El primer aparato de descodificación de imágenes A,
que requiere menor carga de procesamiento, es adecuado para un
aparato con menor capacidad de procesamiento. El segundo aparato de
descodificación de imágenes B es adecuado para un aparato con una
capacidad de procesamiento mayor. El segundo aparato de
descodificación de imágenes B también puede descodificar los datos
codificados obtenidos utilizando el filtro entre píxeles A 303 o el
filtro entre píxeles B 304, y es compatible con el aparato de
descodificación de imágenes A. En tal caso, el aparato de
codificación de imágenes 300 puede funcionar como aparato de
codificación de imágenes que admite estos dos tipos de aparatos de
descodificación de imágenes. Dicho de otro modo, al estructurar el
aparato de codificación de imágenes 300 para que seleccione el
filtro entre píxeles con el rendimiento predictivo y la carga de
procesamiento adecuados dependiendo de la capacidad de procesamiento
del aparato de descodificación de imágenes de destino, el
procedimiento de codificación que utiliza el mismo filtro entre
píxeles que se aplica en el aparato de codificación de imágenes 300
se puede aplicar a una amplia variedad de dispositivos (para
descodificar los datos codificados Bitstream1).
Además, el filtro entre píxeles se puede
conmutar en función de la capacidad de procesamiento del aparato de
codificación de imágenes 300, no sólo para generar los datos
codificados dependiendo de la capacidad de procesamiento del aparato
de descodificación de imágenes, sino también para otros usos. Por
ejemplo, si el tamaño de una imagen y la velocidad de una imagen que
se va a codificar son grandes, la carga de procesamiento necesaria
para todo el procesamiento de codificación sería grande. Por lo
tanto, el filtro entre píxeles B 304 con una capacidad de
procesamiento alta requerida se utiliza cuando el tamaño de la
imagen y la velocidad de la imagen que se va a codificar son valores
fijos o menores, y el filtro entre píxeles A 303 con una capacidad
de procesamiento menor requerida se utiliza cuando el tamaño de la
imagen y la velocidad de la imagen que se va a codificar son valores
fijos o mayores, con el fin de suprimir la carga de procesamiento
requerida para todo el procesamiento de codificación. O bien, cuando
la codificación de imágenes la realiza un sistema de compartición de
tiempo, en el que un aparato ejecuta una pluralidad de
procedimientos mediante la compartición de tiempo, existe la
posibilidad de que la carga de procesamiento asignable a la
codificación de imágenes cambie dinámicamente bajo la influencia de
otros procedimientos. Por lo tanto, cuando la carga de procesamiento
asignable a la codificación de imágenes es un valor fijo o mayor, se
utiliza el filtro entre píxeles B 304 con una capacidad de
procesamiento alta, mientras que cuando la carga de procesamiento
asignable a la codificación de imágenes es un valor fijo o menor,
se puede utilizar el filtro entre píxeles A 303 con una carga de
procesamiento menor que el filtro entre píxeles B 304.
En cuanto a la sincronización de la conmutación
de los filtros entre píxeles, si se proporciona una pluralidad de
filtros entre píxeles adecuados para imágenes de unas propiedades
específicas, se pueden conmutar de imagen a imagen dependiendo de la
propiedad de cada imagen. Por ejemplo, si la información de los
bordes es importante como en el caso de los caracteres, se utiliza
un filtro entre píxeles que mantiene bien los bordes. Se pueden
conmutar mediante la determinación automática utilizando técnicas de
procesamiento de imágenes como la detección de bordes y la detección
de caracteres, o bien un usuario puede seleccionarlos explícitamente
entre un filtro entre píxeles adecuado para imágenes de naturaleza,
un filtro entre píxeles adecuado para caracteres o un filtro entre
píxeles adecuado para bordes. Si se puede conmutar una pluralidad de
filtros entre píxeles de esta manera, se puede seleccionar un filtro
adecuado para las propiedades de las imágenes y, de esta manera, se
puede mejorar aún más la eficacia predictiva. Dicho de otro modo,
también es efectivo conmutar filtros para mejorar la calidad de la
imagen, no conmutarlos dependiendo de la carga de procesamiento. Por
lo tanto, en la presente realización, se ha explicado la conmutación
de filtros en función de la carga de procesamiento, pero se pueden
conmutar también para mejorar la calidad de la imagen.
Asimismo, la unidad de conmutación de filtros
entre píxeles no se limita a ir de imagen a imagen, sino que los
filtros entre píxeles se pueden conmutar en la unidad de un área de
imagen menor que una imagen como, por ejemplo, un trozo, un macro
bloque y un bloque de MPEG, o bien en la unidad de un área que
incluye al menos un píxel, porque las propiedades de las imágenes
pueden variar en una parte de la imagen.
La Figura 4 es un diagrama de bloques que
muestra la estructura de un aparato de codificación de imágenes 400
que conmuta filtros entre píxeles por cada trozo de una imagen de
entrada. El aparato de codificación de imágenes 400 es un aparato de
codificación de imágenes que filtra una imagen descodificada al
conmutar los filtros entre píxeles en la unidad de un trozo de MPEG,
y consta del calculador de diferencias 101, la unidad de
codificación de imágenes 102, la unidad de descodificación de
imágenes 104, el sumador 105, la memoria de imágenes 107, la unidad
de predicción entre imágenes 108, la unidad de cálculo de predicción
entre imágenes 109, un conmutador 403, un conmutador 404, el filtro
entre píxeles A 303, el filtro entre píxeles B 304, la unidad de
codificación de longitud variable 305, una unidad determinación de
posición del conmutador de filtros 401 y un conmutador 402. La
unidad de determinación de posición del conmutador de filtros 401
detecta trozos de una imagen de entrada en los datos de imágenes Img
introducidos desde el exterior y los envía a los datos de control
del conmutador de filtros SetFType del conmutador 402 para enviar un
impulso, por ejemplo, en cada conmutación de los trozos detectados.
El conmutador 402 es un conmutador que se desconecta entre
terminales mientras que los datos de control del conmutador de
filtros SetFType no se envían, y lleva la información de tipo de
filtro FilterType1 desde el exterior para conducirla al conmutador
403 y al conmutador 404 durante un breve instante mientras que los
datos de control del conmutador de filtros SetFType se están
enviando. El conmutador 403 y el conmutador 404 respectivamente
conectan sus terminales "1" o los terminales "2"
dependiendo del valor de la información de tipo de filtro
FilterType1 que se introduce instantáneamente en cada conmutación de
los trozos de datos de la imagen de entrada Img y mantienen el
estado de conexión. Dicho de otro modo, mientras el conmutador 402
está desconectado, los filtros entre píxeles no se conmutan. Como
resultado, se selecciona un nuevo filtro entre píxeles de acuerdo
con la información de tipo de filtro FilterType1 en cada conmutación
de los trozos de los datos de la imagen de entrada Img y, por lo
tanto, se puede impedir que los filtros entre píxeles se conmuten en
medio del trozo.
Como se ha explicado anteriormente, de acuerdo
con el aparato de codificación de imágenes de la presente invención,
es posible crear datos codificados utilizando un filtro entre
píxeles que depende de la capacidad de procesamiento de un aparato
de descodificación de imágenes que reproduce los datos codificados
enviados desde el aparato de codificación de imágenes de la presente
invención. Además, el filtro entre píxeles se puede seleccionar de
acuerdo con la capacidad de procesamiento del aparato de
codificación de imágenes.
Hay que tener en cuenta que, aunque el aparato
de codificación de imágenes de la presente realización tiene dos
filtros entre píxeles, puede tener tres o más filtros entre píxeles.
Los tres o más filtros entre píxeles se seleccionan y utilizan de la
misma forma que en la presente realización, y la información de tipo
de filtro que indica el tipo de filtro entre píxeles utilizado se
puede incluir en los datos codificados.
Asimismo, se pueden conmutar los filtros para
mejorar la calidad de la imagen, no conmutarlos dependiendo de la
carga del procesamiento.
Hay que tener en cuenta que en el aparato de
codificación de imágenes 400, los datos de control del conmutador de
filtros SetFType son una forma de onda de impulso que indican el
valor "1" en cada conmutación de los trozos detectados y
"0" durante el otro período que no es el momento de la
conmutación, pero la presente invención no está limitada a dicho
caso, y puede ser una onda rectangular que se invierte en cada
conmutación de los trozos, por ejemplo, o cualquier otra forma de
onda. Además, el conmutador 402 es un conmutador que se desconecta
entre los terminales mientras los datos de control del conmutador de
filtros SetFType están en la misma fase, pero la presente invención
no se limita a tal caso, y la unidad de determinación de posición
del conmutador de filtros 401 puede enviar los datos de control del
conmutador de filtros SetFType que indican el valor para desconectar
el conmutador en otras posiciones que no sean la posición del
conmutador de filtros. Asimismo, en el aparato de codificación de
imágenes 400, los filtros entre píxeles se conmutan trozo a trozo de
los datos de imágenes Img, pero los filtros entre píxeles se pueden
conmutar imagen a imagen, o se pueden conmutar en la unidad de un
bloque, un macro bloque o un número fijo de píxeles.
La Figura 5A es un diagrama que muestra la
estructura del flujo de los datos codificados Bitstream que salen
del aparato de codificación de imágenes de la presente invención. La
Figura 5B es un diagrama que muestra la estructura del flujo de los
datos codificados Bitstream que salen cuando el aparato de
codificación de imágenes de la presente invención conmuta filtros
entre píxeles en la unidad de un trozo. La función de los datos
codificados de la presente invención es que los datos codificados
Bitstream incluyan información del tipo de filtro FilterType que
especifique un filtro entre una pluralidad de filtros entre píxeles.
Gracias a esta estructura del flujo, el aparato de descodificación
de imágenes de la presente invención que descodifica datos
codificados Bitstream puede utilizar el mismo tipo de filtro entre
píxeles que se utiliza para la codificación, comprobando la
información del tipo de filtro FilterType incluida en los datos
codificados Bitstream.
En los datos codificados Bitstream que se
muestran en la Figura 5A, el valor de la información del tipo de
filtro FilterType que indica el filtro entre píxeles utilizado para
filtrar cada imagen se describe en (un área sombreada en diagonal,
por ejemplo, de) la cabecera 901 que se adjunta a todos los datos
codificados Bitstream. Estos datos codificados Bitstream se
corresponden con los datos codificados Bitstream1 que se envían
desde el aparato de codificación de imágenes 300 que se muestra en
la Figura 3. Además, en los datos codificados Bitstream que se
muestran en la Figura 5B, el valor de la información del tipo de
filtro FilterType que indica el filtro entre píxeles utilizado para
filtrar ese trozo se describe en (un área sombreada en diagonal, por
ejemplo, de) la cabecera del trozo 902 que se incluye en cada trozo.
Estos datos codificados Bitstream se corresponden con los datos
codificados Bitstream1 que se envían desde el aparato de
codificación de imágenes 400 que se muestra en la Figura 4. Como ya
se ha descrito, al almacenar la información del tipo de filtro
FilterType en la cabecera 901 al principio de los datos codificados
Bitstream o en la cabecera 902 del trozo al principio de cada trozo,
que no sólo es la unidad básica de grabación y transmisión de datos,
sino también la unidad de corrección y modificación de errores, el
aparato de descodificación de imágenes puede especificar el tipo de
filtrado de un trozo antes de descodificar el trozo al recibir datos
codificados Bitstream de la cabecera 901 o el trozo.
Hay que tener en cuenta que aquí ya se ha
explicado que en la unidad de un trozo se conmuta un filtro entre
píxeles, pero no sólo se puede conmutar en la unidad de un trozo,
sino también en la unidad de un área de imagen menor que un trozo
(la unidad puede ser un área que incluye uno o más píxeles, como un
macro bloque o un bloque de MPEG). Además, se puede conmutar imagen
a imagen, que es la unidad de un área de imagen mayor que un trozo.
En este caso, el valor de la información de tipo de filtro
FilterType1 correspondiente a cada imagen se puede describir no sólo
en (una zona diagonalmente sombreada, por ejemplo, de) la cabecera
901, tal y como se muestra en la Figura 5A, sino también en una
cabecera de imagen proporcionada para cada dato de imagen
codificada, por ejemplo. Además, cuando se conmuta un procedimiento
de filtrado en la unidad de un macro bloque o un bloque, el valor de
la información de tipo de filtro FilterType1 de cada macro bloque o
bloque se puede juntar por trozos y describir en la cabecera del
trozo.
Asimismo, para transmitir los datos codificados
en la forma de un paquete o algo similar, la cabecera y los datos se
pueden transmitir por separado. En este caso, la cabecera y los
datos no se incluyen en un flujo de bits, tal y como se muestra en
la Figura 5. Sin embargo, en el caso de la transmisión del paquete,
la cabecera emparejada con los datos se transmite en otro paquete,
incluso si los paquetes se transmiten ligeramente fuera de secuencia
y, por lo tanto, el concepto es el mismo que en el caso del flujo de
bits que se explicó en la Figura 5, aunque no se transmitan como un
flujo de bits.
Como se ha explicado anteriormente, al definir
el valor de la información del tipo de filtro FilterType1
introducida en el aparato de codificación de imágenes de la presente
invención para seleccionar un filtro entre píxeles dependiendo de la
capacidad de procesamiento del aparato de descodificación de
imágenes, es posible crear datos codificados en función de la
capacidad de procesamiento del aparato de descodificación de
imágenes que reproduce los datos codificados enviados por el aparato
de codificación de imágenes de la presente invención. Además, se
puede seleccionar un filtro entre píxeles dependiendo de la
capacidad de procesamiento del aparato de codificación de
imágenes.
Asimismo, se puede conmutar un filtro para
mejorar la calidad de la imagen, no dependiendo de la carga de
procesamiento.
La Figura 6 es un diagrama de bloques que
muestra la estructura de un aparato de descodificación de imágenes
1000 que descodifica los datos codificados Bitstream1 generados por
el aparato de codificación de imágenes de acuerdo con la primera
realización. El aparato de descodificación de imágenes 1000 es un
aparato de descodificación que conmuta un filtro entre píxeles de
imagen a imagen o de trozo a trozo de acuerdo con la información del
tipo de filtro FilterType1 que se describe en la cabecera de los
datos codificados introducidos Bitstream1 y descodifica los datos
codificados en los datos codificados Bitstream1, y consta de la
unidad de descodificación de longitud variable 201, la unidad de
descodificación de imágenes 202, el sumador 203, la memoria de
imágenes 205, la unidad de predicción entre imágenes 206, un
conmutador 1001, un conmutador 1002, un filtro entre píxeles A 1003
y un filtro entre píxeles B 1004.
Los datos codificados Bitstream1 se introducen
en el aparato de descodificación de imágenes 1000 desde el exterior.
Estos datos codificados Bitstream1, por ejemplo, son los datos
codificados por el aparato de codificación de imágenes 300 o el
aparato de codificación de imágenes 400 de la primera realización.
La unidad de descodificación de longitud variable 201 realiza la
descodificación de longitud variable de los datos codificados
introducidos Bitstream1, los divide en datos de imágenes
diferenciales codificadas CodedRes, datos de parámetros predictivos
PredParam e información del tipo de filtro FilterType1, y envía los
datos de imágenes diferenciales codificadas CodedRes a la unidad de
descodificación de imágenes 202, los datos de parámetros predictivos
PredParam a la unidad de predicción entre imágenes 206, y la
información del tipo de filtro FilterType1 al conmutador 1001 y al
conmutador 1002, respectivamente. Cuando se introduce el valor
"1" como información de tipo de filtro FilterType1, el
conmutador 1001 y el conmutador 1002 cambian la conexión al lado del
terminal "1" y aplican el filtrado mediante el filtro entre
píxeles A 1003 a los datos de imágenes descodificadas Recon. Cuando
se introduce el valor "2" como información del tipo de filtro
FilterType 1, el conmutador 1001 y el conmutador 1002 cambian la
conexión al lado del terminal "2" y aplican el filtrado por
medio del filtro entre píxeles B 1004 a los datos de imágenes
descodificadas Recon. Con independencia de si se realiza una
operación de filtrado entre píxeles por medio del filtro entre
píxeles, los datos de imágenes descodificadas filtradas FilteredImg1
se almacenan en la memoria de imágenes 205 y se envían fuera del
aparato de descodificación de imágenes 1000, por ejemplo, a un
aparato de visualización o algo similar.
Tal y como se ha explicado anteriormente, de
acuerdo con el aparato de descodificación de imágenes 1000 de la
presente invención, es posible descodificar los datos codificados
Bitstream1, incluida la información del tipo de filtro FilterType1
que especifica el tipo de filtro entre píxeles en la cabecera.
Hay que tener en cuenta que, aunque el aparato
de descodificación de imágenes de la presente realización incluye
dos filtros entre píxeles, puede incluir tres o más filtros entre
píxeles. En este caso, de la misma forma que en la presente
realización, se pueden seleccionar y utilizar tres o más filtros
entre píxeles de acuerdo con la información de tipo de filtro en los
datos codificados Bitstream.
Hay que tener en cuenta que, tal y como se
muestra en la primera realización, cuando el tipo de filtro se
conmuta en la unidad de una imagen o en la unidad de un área de
imagen menor que una imagen, el filtro entre píxeles se conmuta en
el punto del tiempo en el que se cambia el tipo de filtro.
La Figura 7 es un diagrama de bloques que
muestra la estructura de un aparato de descodificación de imágenes
1100 que utiliza un filtro entre píxeles incorporado en lugar de un
filtro entre píxeles especificado si dicho filtro no está integrado.
El aparato de descodificación de imágenes 1100 se caracteriza por
que utiliza cualquiera de los filtros entre píxeles incorporados en
él si el filtro entre píxeles seleccionado por la información del
tipo de filtro incluida en los datos codificados no está incorporada
en él. Este aparato de descodificación de imágenes 1100 incluye la
unidad de descodificación de longitud variable 201, la unidad de
descodificación de imágenes 202, el sumador 203, la memoria de
imágenes 205, la unidad de predicción entre imágenes 206, el
conmutador 1001, el conmutador 1002, el filtro entre píxeles A 1003,
el filtro entre píxeles B 1004 y una unidad de conversión de la
información del tipo de filtro 1101.
Por ejemplo, se da por hecho que el aparato de
descodificación de imágenes 1100 incluye sólo dos tipos del filtro
entre píxeles A 1003 y el filtro entre píxeles B 1004 indicado por
el valor "1" y el valor"2" de la información de tipo de
filtro FilterType1. Los datos codificados Bitstream3 se introducen
en el aparato de descodificación de imágenes 1100 desde el exterior.
La unidad de descodificación de longitud variable 201 realiza la
descodificación de longitud variable de los datos codificados
introducidos Bitstream3, los divide en datos de imágenes
diferenciales codificadas CodedRes, datos de parámetros predictivos
PredParam e información de tipo de filtro FilterType3, y envía los
datos de imágenes diferenciales codificadas CodedRes a la unidad de
descodificación de imágenes 202, los datos de parámetros predictivos
PredParam a la unidad de predicción entre imágenes 206 y la
información de tipo de filtro FilterType3 a la unidad de conversión
de información del tipo de filtro 1101, respectivamente. Cuando el
valor de la información del tipo de filtro FilterType3 es el valor
"3" que indica un filtro entre píxeles no incorporado en el
aparato de descodificación de imágenes 1100, la unidad de conversión
de la información del tipo de filtro 1101 convierte el valor
"3" de la información del tipo de filtro FilterType3 en el
valor "2" que indica el filtro entre píxeles cuyo nivel de
suavizado se aproxima más al del filtro entre píxeles especificado
de entre los filtros entre píxeles incorporados en el aparato de
descodificación de imágenes 1100, por ejemplo, y la envía como
información del tipo de filtro FilterType4.
Al realizar este procesamiento de conversión, el
procesamiento de descodificación para reconstruir una imagen de
forma parecida a la imagen original descodificada es posible, aunque
la calidad de la imagen se degrada hasta cierto punto porque se ha
utilizado en el aparato de descodificación de imágenes 1100 un
filtro entre píxeles diferente al que se utilizó para la
codificación, por lo que hay suficiente disponibilidad como función
de descodificación de imágenes sencilla. Cuando se introduce el
valor "1" como información del tipo de filtro FilterType4, el
conmutador 1001 y el conmutador 1002 cambian la conexión al lado del
terminal "1", y aplican el filtrado mediante el filtro entre
píxeles A 1003 a los datos de imágenes descodificadas Recon. Cuando
se introduce el valor "2" como información del tipo de filtro
FilterType4, el conmutador 1001 y el conmutador 1002 cambian la
conexión al lado del terminal "2" y aplican el filtrado por
medio del filtro entre píxeles B 1004 a los datos de imágenes
descodificadas Recon. Los datos de imágenes descodificadas y
filtradas FilteredImg3 que son el resultado del procesamiento del
filtro entre píxeles se envían a un aparato de visualización o algo
similar fuera del aparato de descodificación de imágenes 1100.
Tal y como se ha explicado anteriormente, de
acuerdo con el aparato de descodificación de imágenes 1100, incluso
si la información del tipo de filtro FilterType3 que especifica un
filtro entre píxeles que no está incorporado en el aparato de
descodificación de imágenes 1100 se incluye en los datos codificados
de entrada Bitstream3, se puede descodificar utilizando un filtro
entre píxeles incorporado en su lugar. Por lo tanto, los datos
codificados Bitstream se pueden descodificar sin degradar
sustancialmente la calidad de la imagen.
Hay que tener en cuenta que, si el aparato de
descodificación de imágenes 1100 tiene un filtro entre píxeles
(incluido el caso en el que no hay ninguna operación de filtrado
entre píxeles), la descodificación se puede realizar utilizando ese
filtro entre píxeles de manera forzada.
Hay que tener en cuenta que el aparato de
descodificación de imágenes de la presente realización está equipado
con dos filtros entre píxeles (el caso de no haber ninguna operación
de filtrado entre píxeles se cuenta como un filtro), pero el aparato
de descodificación de imágenes equipado con tres o más filtros entre
píxeles puede realizar el mismo procesamiento. Dicho de otro modo,
el procesamiento de almacenamiento de los datos de imágenes
descodificadas Recon en la memoria de imágenes 205 tal y como están,
sin realizar la operación de filtrado entre píxeles, se puede
incluir como uno de los procesamientos del filtro entre píxeles.
Hay que tener en cuenta que, tal y como se
muestra en la primera realización, si el tipo de filtro se conmuta
en la unidad de una imagen o en la unidad de un área de imagen menor
que una imagen, se conmuta un filtro entre píxeles en el punto de
cambio del tipo de filtro.
La operación del filtro entre píxeles 303, 304,
1003 y 1004 se explicará más detalladamente utilizando la Figura 9 y
la Figura 10. La Figura 9 es un diagrama que muestra los detalles
del funcionamiento de un filtro de desbloqueo que es un ejemplo de
un filtro entre píxeles. La Figura 9A es un diagrama que muestra
los valores de píxeles en las proximidades del límite entre bloques
antes del filtrado. La Figura 9B es un diagrama que muestra los
valores de píxeles en las proximidades del límite entre bloques
después del filtrado. La Figura 10 es un gráfico de flujo que
muestra un flujo de procesamiento de filtrado por medio de un filtro
entre píxeles. La Figura 9A muestra valores de píxeles de los
píxeles respectivos 601\sim608 en una línea de escaneado
horizontal. Los píxeles 601\sim604 son píxeles de un bloque 610,
pero los píxeles 605\sim608 son píxeles de un bloque 611 adyacente
a un bloque 610. Los valores de píxeles de los píxeles 601\sim604
son respectivamente p3, p2, p1 y p0, y los valores de píxeles de los
píxeles 605\sim608 son respectivamente q0, q1, q2 y q3. En un
aparato de codificación de imágenes, el procesamiento como, por
ejemplo, la predicción entre imágenes, la codificación de imágenes,
la codificación de longitud variable y la descodificación de
imágenes se realiza generalmente en una unidad de un bloque (o macro
bloque). Por lo tanto, el ruido de codificación es apto para
aparecer en las frecuencias más altas entre píxeles como, por
ejemplo, en el píxel 604 y el píxel 605, a través del límite entre
bloques adyacentes (o macro bloques) como, por ejemplo, el bloque
610 y el bloque 611. Por ejemplo, hay una tendencia a la que la
diferencia entre el valor p0 del píxel 604 y el valor de píxel q0
del píxel 605 es apto para aumentar debido a la influencia del ruido
de codificación. Por lo tanto, un filtro entre píxeles es un filtro
que se puede determinar utilizando una pluralidad de parámetros
como, por ejemplo, un filtro correspondiente a parámetros \alpha y
\beta para determinar el filtro, y los valores de píxeles de un
grupo de píxeles a través del límite de bloques se filtran por medio
de este filtro entre píxeles.
Tal y como se muestra en la Figura 10, un filtro
entre píxeles primero calcula el valor absoluto de la diferencia de
valores de píxeles (p0-q0) entre el píxel 604 y el
píxel 605 a través del límite, y determina si el valor absoluto
calculado es menor o no que el valor del parámetro \alpha (P701).
Como resultado de la decisión, si el valor absoluto de la diferencia
(p0-q0) entre los valores de píxeles es el valor del
parámetro \alpha o mayor, el filtro entre píxeles no realiza el
procesamiento de filtrado de desbloqueo para el valor de píxel
representado por los datos de imágenes descodificadas Recon (P704).
Por otra parte, como resultado de la decisión del paso P701, si el
valor absoluto de la diferencia (p0-q0) entre los
valores de píxeles adyacentes a través del límite de bloques es
menor que el valor del parámetro \alpha, el filtro entre píxeles
calcula además el valor absoluto de la diferencia
(p1-q0) entre los valores del píxel 604 y el píxel
603, y determina si el valor absoluto calculado es menor o no que el
valor del parámetro \beta (P702). Aquí, el píxel 604 y el píxel
603 son píxeles adyacentes de un bloque 610. Como resultado de la
decisión, si el valor absoluto de la diferencia
(p1-p0) entre los valores de píxeles es el valor del
parámetro \beta o mayor, el filtro entre píxeles 503 no realiza el
procesamiento de filtrado de desbloqueo para el valor de píxel
representado por los datos de imágenes descodificadas Recon (P704).
Además, como resultado de la decisión, si el valor absoluto de la
diferencia (p1-q0) entre los valores de píxeles es
menor que el valor del parámetro \beta, calcula además el valor
absoluto de la diferencia (q1-q0) entre el píxel 605
y el píxel 606, y determina si el valor absoluto calculado es menor
o no que el valor del parámetro \beta (P703). Aquí, el píxel 605 y
el píxel 606 son píxeles adyacentes de un bloque 611. Como resultado
de la decisión, si el valor absoluto de la diferencia
(q1-q0) de los valores de píxeles es el valor del
parámetro \beta o mayor, el filtro entre píxeles no realiza el
procesamiento de filtrado de desbloqueo para el valor de píxel
representado por los datos de imágenes descodificadas Recon (P704).
Por otra parte, si el valor absoluto de la diferencia
(q1-q0) entre los valores de píxeles es menor que el
valor del parámetro \beta, el filtro entre píxeles 503 realiza el
filtrado de los datos de imágenes descodificadas Recon para eliminar
el ruido de codificación y termina el procesamiento. El filtro entre
píxeles repite el procesamiento anteriormente mencionado para cada
matriz de píxeles en la dirección de la línea de escaneado
horizontal y la dirección de la línea de escaneado vertical
respectivamente a través de los límites del bloque. De esta manera,
al realizar el procesamiento del filtro de desbloqueo cuando
cualquiera de las diferencias de valores de tres conjuntos de
píxeles adyacentes es menor que un valor fijado, se elimina la
distorsión
de bloques.
de bloques.
Hay que tener en cuenta que en el procesamiento
del filtro de desbloqueo del paso P704 anterior, el filtrado de
suavizado (filtrado para suprimir los componentes de alta
frecuencia) se realiza para los píxeles que están en las
proximidades del límite. Por ejemplo, se puede generar un nuevo
valor de píxel P0 del píxel 604 realizando un suavizado, utilizando
un filtro de pase bajo para suprimir los componentes de alta
frecuencia del valor de píxel p0 del píxel 604, el valor de píxel q0
del píxel 605, el valor de píxel p1 del píxel 603 y el valor de
píxel q1 del píxel 606.
Segunda
realización
La Figura 8 es un diagrama de bloques que
muestra la estructura de un aparato de codificación de imágenes 500
de acuerdo con la segunda realización. El aparato de codificación de
imágenes 500 es diferente al aparato de codificación de imágenes 300
por que, como dispone de procesamiento entre píxeles, el primero
puede seleccionar si almacenar o no los datos de imágenes
descodificadas Recon en la memoria de imágenes 107 tal y como están
como datos de imágenes de referencia Ref. El aparato de codificación
de imágenes 500 consta del calculador de diferencias 101, la unidad
de codificación de imágenes 102, la unidad de descodificación de
imágenes 104, el sumador 105, la memoria de imágenes 107, la unidad
de predicción entre imágenes 108, la unidad de cálculo de predicción
entre imágenes 109, un conmutador 501, un conmutador 502, un filtro
entre píxeles 503, una unidad de memoria de tablas de búsqueda 504 y
una unidad de codificación de longitud variable 505.
Cuando el valor de la información del tipo de
filtro FilterType2 es "0", tanto el conmutador 501 como el
conmutador 502 cambian la conexión al lado del terminal "0"
para almacenar los datos de imágenes descodificadas Recon que se
envían desde el sumador 105 tal y como están a la memoria de
imágenes 107. Cuando el valor de la información del tipo de filtro
FilterType2 es "1", tanto el conmutador 501 como el conmutador
502 cambian la conexión al lado del terminal "1" para llevar
los datos de imágenes descodificadas Recon que se envían desde el
sumador 105 al filtro entre píxeles 503. El filtro entre píxeles 503
es un filtro que se utiliza para filtrar valores de píxeles y, por
ejemplo, un filtro de desbloqueo para suprimir el ruido de
codificación en los componentes de frecuencia mayor en el límite de
los bloques. Los datos de imágenes descodificadas filtradas
FilteredImg2, que proceden de la operación de filtrado entre píxeles
realizada por el filtro entre píxeles 503, se almacenan en la
memoria de imágenes 107. La unidad de codificación de longitud
variable 505 realiza la codificación de longitud variable de esta
información de tipo de filtro FilterType2, los datos de imágenes
codificadas diferenciales CodedRes y los datos de parámetros
predictivos PredParam, los une en un dato codificado Bitstream2, tal
y como se muestra en la Figura 5A, y los envía al exterior del
aparato de codificación de imágenes 500.
Hay que tener en cuenta que el aparato de
codificación de imágenes 500 tiene un filtro entre píxeles, pero
puede tener dos o más filtros entre píxeles. Puede seleccionar
cualquiera de los dos o más filtros entre píxeles o ninguna
operación de filtrado entre píxeles para utilizarlo, e incluir la
información del tipo de filtro que indica el tipo del filtro entre
píxeles utilizado (incluyendo ninguna operación de filtrado entre
píxeles) en los datos codificados. Además, el aparato de
codificación de imágenes 500 puede omitir la unidad de memoria de
tablas de búsqueda 504 y, tener en su lugar la función de la unidad
de memoria de tablas de búsqueda 504 en el filtro entre píxeles
503.
Tal y como se ha explicado anteriormente, en el
aparato de codificación de imágenes 500 de la presente invención, es
posible crear datos codificados utilizando un filtro entre píxeles
que depende de la capacidad de procesamiento del aparato de
descodificación de imágenes para reproducir los datos codificados
Bitstream2 que se envían desde el aparato de codificación de
imágenes 500. Además, se puede seleccionar un filtro entre píxeles
que depende de la capacidad de procesamiento del aparato de
codificación de imágenes 500. Asimismo, se puede conmutar el tipo de
filtro en la unidad de una imagen o en la unidad de un área de
imagen menor que una imagen.
La Figura 11 es un diagrama de bloques que
muestra la estructura de un aparato de descodificación de imágenes
1200 de acuerdo con la segunda realización que puede seleccionar si
se va a realizar o no el procesamiento del filtro entre píxeles. El
aparato de descodificación de imágenes 1200 se diferencia del
aparato de descodificación de imágenes 1000 de la Figura 6 en que el
primero no realiza la operación entre píxeles como procesamiento
entre píxeles, pero puede elegir almacenar los datos de imágenes
descodificadas Recon tal y como están en la memoria de imágenes 205
como datos de imágenes de referencia Ref. El aparato de
descodificación de imágenes 1200 consta de la unidad de codificación
de imágenes de longitud variable 201, la unidad de descodificación
de imágenes 202, el sumador 203, la memoria de imágenes 205, la
unidad de predicción entre imágenes 206, un conmutador 1201, un
conmutador 1202 y un filtro entre píxeles 1203.
Los datos codificados Bitstream2 en cuya
cabecera se incluye la información del tipo de filtro FilterType2
que indica el filtro entre píxeles aplicado a la codificación, por
ejemplo, los datos codificados de la Figura 9A que codifica el
aparato de codificación de imágenes 500 de la Figura 8, se
introducen en el aparato de descodificación de imágenes 1200. La
información del tipo de filtro FilterType2 incluye el valor que
indica "ninguna operación de filtrado entre píxeles" como tipo
de filtro. La unidad de descodificación de longitud variable 201
realiza la descodificación de longitud variable de los datos
codificados introducidos Bitstream2 y los divide en datos de
imágenes diferenciales codificadas CodedRes, datos de parámetros
predictivos PredParam e información del tipo de filtro FilterType2.
Los datos de imágenes diferenciales codificadas CodedRes divididos,
los datos de parámetros predictivos PredParam y la información del
tipo de filtro FilterType2 se envían respectivamente a la unidad de
descodificación de imágenes 202, la unidad de predicción entre
imágenes 206 y el conmutador 1201 y el conmutador 1202.
Cuando se introduce el valor "0" como
información del tipo de filtro FilterType2, el conmutador 1201 y el
conmutador 1202 cambian la conexión al lado del terminal "0" y
los datos de imágenes descodificadas Recon enviados desde el sumador
203 se almacenan tal y como están en la memoria de imágenes 205.
Cuando se introduce el valor "1" como información del tipo de
filtro FilterType2, el conmutador 1201 y el conmutador 1202 cambian
la conexión al lado del terminal "1" para aplicar el filtrado
del filtro entre píxeles 1203 a los datos de imágenes descodificadas
Recon.
Además, si se determina a partir de la
información del tipo de filtro que no se utiliza un filtro entre
píxeles para una imagen descodificada que va a ser una imagen de
referencia, la imagen descodificada no es filtrada por el filtro
entre píxeles para almacenar esa imagen en la memoria de imágenes
como imagen de referencia, pero el filtro entre píxeles se puede
utilizar únicamente para enviarla al exterior de un aparato de
descodificación de imágenes. La Figura 12 es un diagrama de bloques
que muestra la estructura de un aparato de descodificación de
imágenes 1300 que incluye una unidad de salida de imágenes equipada
con filtros entre píxeles seleccionables. Tal y como se ha explicado
anteriormente, el aparato de descodificación de imágenes 1300 es un
aparato de descodificación de imágenes que, cuando la información
del tipo de filtro FilterType2 indica que la imagen descodificada
que sale del sumador 203 no se filtra por medio de un filtro entre
píxeles, no realiza el filtrado de la imagen descodificada
almacenada en la memoria de imágenes, pero realiza el filtrado de la
imagen descodificada que se envía al exterior utilizando un filtro
entre píxeles que se encuentra en la lado de salida, y consta de la
unidad de descodificación de imágenes de longitud variable 201, la
unidad de descodificación de imágenes 202, el sumador 203, la
memoria de imágenes 205, la unidad de predicción entre imágenes 206,
el conmutador 1201, el conmutador 1202, el filtro entre píxeles
1203, un conmutador 1301, un conmutador 1302 y un filtro entre
píxeles 1303.
Cuando el valor de la información del tipo de
filtro FilterType2 es "1", el conmutador 1201, el conmutador
1202, el conmutador 1301 y el conmutador 1302 cambian la conexión al
lado del terminal "1". En este caso, el conmutador 1201 y el
conmutador 1202 conectan la salida del sumador 203, el filtro entre
píxeles 1203 y la memoria de imágenes 205, y el conmutador 1302
interrumpe la conexión con la salida del conmutador 1202 y el filtro
entre píxeles 1303 para cortocircuitarse con el conmutador 1301. Por
lo tanto, el filtro entre píxeles 1203 realiza la operación de
filtrado para los datos de imágenes descodificadas Recon y envía los
datos de imágenes descodificadas filtradas FilterImg3. Los datos de
imágenes descodificadas filtradas FilterImg3 se envían como una
imagen de salida OutImg a un aparato de visualización o similar
fuera del aparato de descodificación de imágenes tal y como están,
es decir, sin volver a filtrarse por medio del filtro entre píxeles
1303. Cuando el valor de la información del tipo de filtro
FilterType2 es "0", el conmutador 1201, el conmutador 1202, el
conmutador 1301 y el conmutador 1302 cambian la conexión al lado del
terminal "0". En este caso, el conmutador 1201 interrumpe la
conexión con la salida del sumador 203 y el filtro entre píxeles
1203 para cortocircuitarse con el conmutador 1202. Por otra parte,
el conmutador 1302 conecta la salida del conmutador 1202, el filtro
entre píxeles 1303 y el terminal de salida externo del conmutador
1301. Por lo tanto, los datos de imágenes descodificadas Recon que
se envían desde el sumador 203 no se derivan de la operación de
filtrado entre píxeles por medio del filtro entre píxeles 1203, sino
que se almacenan tal y como están en la memoria de imágenes 205 como
imagen de referencia. Los datos de imágenes descodificadas Recon que
se toman del lado de salida del conmutador 1202, es decir, los datos
de imágenes descodificadas filtradas FilteredImg3 que no se han
filtrado realmente se derivan de la operación de filtrado entre
píxeles por medio del filtro entre píxeles 1303, y se envían como
una imagen de salida OutImg a un aparato de visualización o similar
fuera del aparato de descodificación de imágenes 1300.
Hay que tener en cuenta que el filtro entre
píxeles 1203 y el filtro entre píxeles 1303 se describen aquí como
diferentes elementos constituyentes por motivos explicativos, pero
se puede utilizar un filtro entre píxeles para la implementación (no
hay ningún problema para utilizar un filtro entre píxeles porque dos
filtros entre píxeles no funcionan al mismo tiempo). Además, el
filtro entre píxeles 1203 y el filtro entre píxeles 1303 pueden ser
el filtro entre píxeles existente 106 o el filtro entre píxeles 503
que incluye la unidad de memoria de tablas de búsqueda 504 que se
muestra en la Figura 8. Asimismo, puede ser el filtro entre píxeles
503 que incluye la unidad de memoria de tablas de búsqueda 504 para
guardar una pluralidad de tablas de parámetros 620. Sin embargo, en
este caso, también hay que introducir la información del tipo de
filtro FilterType2 en el filtro entre píxeles 503.
Tal y como se ha explicado anteriormente, de
acuerdo con el aparato de descodificación de imágenes 1300, incluso
en el caso de que el filtrado no se realice en una imagen
descodificada que va a ser una imagen de referencia, el filtrado por
medio de un filtro entre píxeles se puede realizar para la imagen
descodificada, de manera que un aparato de visualización para ver
una imagen de salida OutImg que se envía desde el aparato de
descodificación de imágenes 1300 pueda mostrar imágenes en
movimiento con mayor calidad. Esto es particularmente efectivo para
los dispositivos con suficiente capacidad de procesamiento cuando no
se realiza el filtrado de una imagen descodificada que va a ser una
imagen de referencia.
Hay que tener en cuenta que, tal y como se
muestra en la primera realización, cuando el tipo de filtro entre
píxeles que indica la información del tipo de filtro FilterType2 se
conmuta en la unidad de una imagen o en la unidad de un área de
imagen menor que una imagen, el filtro entre píxeles se conmuta en
el momento de cambiar el tipo de filtro.
La Figura 13 es un diagrama de bloques que
muestra la estructura de un aparato de descodificación de imágenes
1400 capaz de seleccionar el filtro entre píxeles 1203 dependiendo
de un tipo de imagen de cada imagen. El aparato de descodificación
de imágenes 1400 es un aparato de descodificación de imágenes que
descodifica información sobre si una imagen descodificada se utiliza
como imagen de referencia o no como, por ejemplo, datos codificados
que incluyen un tipo de imagen de cada imagen y datos similares, y
consta de la unidad de descodificación de imágenes 202, el sumador,
203, la memoria de imágenes 205, la unidad de predicción entre
imágenes 206, el filtro entre píxeles 1203, una unidad de
descodificación de longitud variable 1401, un conmutador 1402, un
conmutador 1403 y una unidad de conversión de información del tipo
de imagen 1404.
La unidad de descodificación de longitud
variable 1401 realiza la descodificación de longitud variable de los
datos codificados Bitstream4 introducidos desde el exterior, y los
divide en información del tipo de imagen PType, datos de imágenes
diferenciales codificadas CodedRes y datos de parámetros predictivos
PredParam. La información de tipo de imágenes dividida PType, los
datos de imágenes diferenciales codificadas CodedRes y los datos de
parámetros predictivos PredParam se envían respectivamente a la
unidad de conversión de información del tipo de imagen 1404, la
unidad de descodificación de imágenes 202 y la unidad de predicción
entre imágenes 206. La información del tipo de imagen Ptype es la
información que indica si una imagen actual se utiliza como imagen
de referencia o no. Por ejemplo, de acuerdo con los estándares
internacionales, MPEG-1 y 2, la información
denominada tipo de imagen se incluye en los datos codificados de
cada imagen, y una imagen denominada imagen B no se utiliza como
imagen de referencia. Por lo tanto, este tipo de imagen incluida en
los datos codificados se puede utilizar como la información de tipo
de imagen PType de la presente realización. Incluso si no se realiza
el filtrado por medio de un filtro entre píxeles para una imagen que
no se utiliza como imagen de referencia, no tiene una influencia
importante en la descodificación de otras imágenes.
Aquí, el aparato de descodificación de imágenes
1400 no realiza el filtrado entre píxeles si la imagen actual no se
utiliza como imagen de referencia. Por ejemplo, cuando la capacidad
de procesamiento del aparato de descodificación de imágenes 1400 es
demasiado baja como para ejecutar la descodificación a tiempo para
el tiempo de reproducción, se puede reducir la carga del
procesamiento en el aparato de descodificación de imágenes 1400 al
no realizar el filtrado por medio de un filtro entre píxeles para
las imágenes que no se utilizan como imágenes de referencia. Se
explicará utilizando el diagrama de bloques de la Figura 13. En
primer lugar, si la información del tipo de imagen Ptype introducida
en la unidad de conversión de información de tipo de imagen 1404
indica una imagen diferente a la imagen B, es decir, si indica que
la imagen actual se utiliza como una imagen de referencia, tanto el
conmutador 1402 como el conmutador 1403 cambian la conexión al
terminal "1". Por lo tanto, el aparato de descodificación de
imágenes 1400 realiza la operación de filtrado entre píxeles para
los datos de imágenes descodificadas Recon utilizando el filtro
entre píxeles 1203, y almacena el resultado de la operación en la
memoria de imágenes 205 como datos de imágenes descodificadas
filtradas FilteredImg5 y los envía a un aparato de visualización o
similar fuera del aparato de descodificación de imágenes 1400. Por
otra parte, si la información del tipo de imagen Ptype indica que la
imagen actual es una imagen B, es decir, indica que la imagen actual
no se utiliza como imagen de referencia, el conmutador 1402 y el
conmutador 1403 cambian la conexión al terminal "0" y los datos
de imágenes descodificadas que se envían desde el sumador 105 se
envían directamente al exterior sin utilizar el filtro entre píxeles
1203.
Tal y como se ha mencionado anteriormente,
puesto que el aparato de descodificación de imágenes 1400 omite el
filtrado por medio del filtro entre píxeles 1203 para una imagen B a
la que prácticamente no hacen referencia otras imágenes, la carga de
procesamiento requerida para decodificar los datos codificados
Bitstream se puede reducir sin influir demasiado en la
descodificación de otras imágenes. Además, puesto que el aparato de
descodificación de imágenes 1400 selecciona un filtro entre píxeles
que depende de un tipo de imagen de los datos codificados de esta
manera, se puede reducir la carga del procesamiento de filtrado
incluso para los datos codificados que salen de un aparato de
codificación de imágenes convencional, con su información de
cabecera como, por ejemplo, una cabecera de imagen que no incluye la
información de selección de un filtro entre píxeles, porque el
procesamiento de filtrado se omite para las imágenes a las que no se
hace referencia.
Hay que tener en cuenta que no es necesario
almacenar imágenes a las que no se hace referencia en la memoria de
imágenes 205 de la Figura 13, por ejemplo, con independencia de si
el procesamiento de filtrado se realiza para las imágenes o no. Por
lo tanto, es necesario almacenar en la memoria de imágenes 205
solamente los datos obtenidos realizando el procesamiento de
filtrado de las imágenes a las que se hace referencia.
Hay que tener en cuenta que, en un sentido
estricto, una imagen B no implica una imagen a la que no se hace
referencia, sino que se puede concebir un procedimiento de
codificación de imágenes en el que se haga referencia a una imagen
B. Por lo tanto, si no se selecciona un filtro entre píxeles
dependiendo de un tipo de imagen, sino que se decide si se hace
referencia o no realmente a la imagen, se puede realizar un
procesamiento más efectivo incluso cuando se hace referencia a una
imagen B. Sin embargo, incluso cuando se hace referencia a una
imagen B, se puede conmutar un filtro entre píxeles dependiendo de
un tipo de imagen para simplificar la implementación.
Además, no se conmuta con independencia de si el
filtrado entre píxeles se va a realizar o no, sino que se pueden
conmutar dos filtros, el filtro entre píxeles 1003 y el filtro entre
píxeles 1004 dependiendo de un tipo de imagen o de si se hace
referencia o no a una imagen, tal y como se muestra en la Figura 6 o
la Figura 7.
Asimismo, se ha explicado un ejemplo de un
aparato de descodificación de imágenes que conmuta un filtro entre
píxeles dependiendo de un tipo de imagen y de si se hace referencia
o no a una imagen, pero un aparto de codificación de imágenes
también puede realizar esta conmutación de la misma forma.
Tercera
realización
La Figura 14 es un diagrama de bloques que
muestra la estructura funcional de un aparato de codificación de
imágenes 1500 de acuerdo con la tercera realización de la presente
invención. El aparato de codificación de imágenes 1500 se realiza
por medio de un aparato informático equipado con una CPU, una
memoria, un disco duro en el que se instala un programa para
codificar imágenes y otros programas, y tiene, ya que funciona para
eso, una unidad de consola de operaciones 1505, una unidad de
preprocesamiento 1510, una unidad de sustracción 1512, una unidad de
transformación ortogonal 1513, una unidad de cuantificación 1514,
una unidad de codificación de longitud variable 1517, una unidad de
postprocesamiento 1520, una unidad de cuantificación inversa 1521,
una unidad de transformación ortogonal inversa 1522, una unidad de
adición 1524, una unidad de conmutación 1530, un filtro entre
píxeles 1540, una memoria de imágenes 1541, una unidad de cálculo de
movimiento 1542, una unidad de compensación de movimiento 1543, una
unidad de determinación de prioridades 1550 y una unidad de control
de procesamiento de filtros 1560.
La unidad de la consola de operaciones 1505
acepta una operación de entrada del operador. La unidad de
preprocesamiento 1510 está equipada con una unidad de conversión de
formato para convertir un formato de una señal de imagen introducida
en una resolución de espacio designada por la operación en la unidad
de la consola de operaciones 1505, una unidad de reordenamiento de
imágenes para reordenar las imágenes de acuerdo con los tipos de
imágenes y otros criterios, y envía las imágenes o elementos
similares en secuencia.
Hay que tener en cuenta que existen los
siguientes tipos de imágenes: una imagen I (intra imagen: imagen
intra codificada) que se crea en el modo de codificación intra
imágenes; una imagen P (imagen predictiva: imagen codificada
predictiva) que se crea en el modo de codificación entre imágenes y
se refiere únicamente a una imagen; y una imagen B (imagen
bipredictiva: imagen predictiva plural) que también puede hacer
referencia a una imagen hacia atrás y, en el momento de calcular el
movimiento en el modo de codificación entre imágenes, se restringe
el número de imágenes descodificadas almacenadas en la memoria de
imágenes 1541, a las que se puede hacer referencia al mismo tiempo
por medio de la unidad de cálculo del movimiento 1542.
Además, al codificar una imagen, hay un modo
para codificarla utilizando tres tipos de imágenes (que en delante
también se denominará "modo de codificación IPB") y un modo
para codificarla utilizando sólo dos tipos de imágenes, una imagen I
y una imagen P. Al igual que hay un modo para codificarla utilizando
sólo dos tipos de imágenes, una imagen I y una imagen P, también hay
un modo para codificar una imagen P que tiene la posibilidad de que
se haga referencia a ella y una imagen P que no tiene ninguna
posibilidad de que se haga referencia a ella (lo que en adelante
también se denominará "primer modo de codificación IP") y un
modo para codificar una imagen P en la capa base de la codificación
por capas, una imagen P que tiene la posibilidad de que se haga
referencia a ella y una imagen P que no tiene ninguna posibilidad de
que se haga referencia a ella en la capa de mejora (lo que en
adelante se denominará "segundo modo de codificación IP"). En
la codificación por capas, las imágenes se clasifican en dos grupos,
una capa base y una capa de mejora, y la capa base es un grupo de
imágenes que se pueden reproducir por sí mismas y la capa de mejora
es un grupo de imágenes que necesitan el grupo de imágenes de la
línea base para la codificación y la descodificación. La
codificación por capas se caracteriza por que, puesto que el número
de bits sólo para la capa base es pequeño, pero el número de bits
para la capa base y la capa de mejora es grande, y el número de
imágenes es grande, se pueden conseguir fácilmente dos tipos de usos
grabando y transmitiendo la línea base en todos los casos, y
grabando y transmitiendo la capa de mejora sólo cuando es necesario
para conseguir una calidad de imagen alta.
En el caso del primer modo de codificación IP,
la información sobre la "posibilidad" o "no posibilidad"
se añade a una imagen y la información sobre la "posibilidad" o
"no posibilidad" se añade también a un tipo de imagen. Además,
en el caso del segundo modo de codificación IP, la información sobre
la "base", la "posibilidad" o la "no posibilidad" se
añade a una imagen y la información sobre la "base", la
"posibilidad" o la "no posibilidad" se añade también a un
tipo de imagen.
La unidad de sustracción 1512 envía la imagen
que sale de la unidad de preprocesamiento 1510 tal y como está en el
modo de codificación intra imágenes, y calcula un error de
compensación del movimiento (imagen residual) que es un valor
diferencial entre la imagen y la imagen de compensación del
movimiento que se envía desde la unidad de compensación del
movimiento 1543 en el modo de codificación entre imágenes.
La unidad de transformación ortogonal 1513 envía
componentes de frecuencia en el dominio de frecuencia que se
obtienen realizando la transformación ortogonal como, por ejemplo,
la transformación de coseno discreta, para la imagen en el modo de
codificación intra imágenes y el error de compensación del
movimiento en el modo de codificación entre imágenes, los cuales se
envían desde la unidad de sustracción 1512, respectivamente. La
unidad de cuantificación 1514 envía un valor cuantificado al
cuantificar los componentes de frecuencia que se envían desde la
unidad de transformación ortogonal 1513. La unidad de codificación
de longitud variable 1517 envía una señal codificada para la cual se
realiza otra compresión de información utilizando un código de
longitud variable (código Huffman) que asigna una longitud de código
al valor cuantificado que se envía desde la unidad de cuantificación
1514 dependiendo de la frecuencia de ocurrencia. La unidad de
postprocesamiento 1520 está equipada con un búfer para memorizar
temporalmente la señal codificada o similar, una unidad de control
de velocidad para controlar un intervalo de cuantificación en la
unidad de cuantificación 1514, y otros elementos, y transforma el
vector de movimiento anteriormente mencionado, el tipo de imagen o
elemento similar, y la señal codificada enviada desde la unidad de
codificación variable 1517 en una señal codificada como, por
ejemplo, un flujo de bits, y la envía.
La unidad de cuantificación 1521 descodifica los
componentes de frecuencia al cuantificar de manera inversa el valor
cuantificado generado por la unidad de cuantificación 1514. La
unidad de transformación ortogonal inversa 1522 descodifica la
imagen en el modo de codificación intra imágenes y el error de
compensación del movimiento (imagen residual) que es el valor
diferencial de píxeles en el modo de codificación entre imágenes, al
realizar la transformación ortogonal inversa de los componentes de
frecuencia descodificados por la unidad de cuantificación inversa
1521. La unidad de adición 1524 descodifica la imagen al enviar la
imagen (imagen descodificada) que se descodifica por medio de la
unidad de transformación ortogonal inversa 1522 tal y como está en
el modo de codificación intra imágenes, y al añadir la imagen
residual que es descodificada por medio de la unidad de
transformación ortogonal inversa 1522 y la imagen de compensación
del movimiento que genera la unidad de compensación del movimiento
1543 en el modo de codificación entre imágenes.
La unidad de conmutación 1530 consta de un par
de conmutadores 1531 y 1532 para conmutar el estado de conmutación
de manera sincronizada bajo el control de encendido/apagado del
conmutador de la unidad de control de procesamiento del filtro 1560
para cada imagen, e incorpora el filtro entre píxeles 1540 en un
bucle, o lo omite de un bucle, es decir, hace que el filtro entre
píxeles 1540 omita su procesamiento. El filtro entre píxeles 1540
realiza el procesamiento del filtro espacial de pase bajo para la
imagen descodificada que se envía desde la unidad de adición 1524 de
bloque a bloque cuando los conmutadores 1531 y 1532 están
encendidos, de manera que generen la imagen descodificada sin
distorsión de bloques ni nada similar. Por ejemplo, calcula un valor
medio entre un píxel y los píxeles colindantes y, si la diferencia
entre el píxel y un píxel colindante está en un intervalo
predeterminado, ejecuta el procesamiento de la sustitución de cada
píxel alrededor del límite de bloques por el valor medio
calculado.
calculado.
En la memoria de imágenes 1541 se almacena una
pluralidad de imágenes descodificadas que salen de la unidad de
conmutación 1530. Por lo tanto, es posible supervisar la imagen
descodificada en las mismas condiciones que el aparato de
descodificación de imágenes que descodifica la señal codificada que
se envía desde la unidad de postprocesamiento 1520 o utilizar la
imagen descodificada como una imagen de referencia en el modo de
codificación entre imágenes. Hay que tener en cuenta que en el
primer modo de codificación IP y en el segundo modo de codificación
IP, siempre se almacena en la memoria de imágenes 1541 una imagen P
descodificada a la cual se añade la información que indica la
posibilidad de referencia, y no es necesario almacenar en la memoria
de imágenes 1541 una imagen P a la cual se añade la información que
indica que no hay posibilidad de referencia. Por lo tanto, la
información de posibilidad o no posibilidad significa que la imagen
se almacena o no en la memoria de imágenes
1541.
1541.
En el modo de codificación entre imágenes, la
unidad de cálculo de movimiento 1542 busca una imagen de referencia
cuya diferencia de la imagen que se envía desde la unidad de
preprocesamiento 1510 sea la más pequeña de entre la de las imágenes
descodificadas almacenadas en la memoria de imágenes 1541, y envía
un vector de movimiento que es la cantidad de movimiento de un píxel
diferencial. Hay que tener en cuenta que, cuando se envía el vector
de movimiento, se envía un tipo de predicción de bloques que indica
si la imagen de referencia es una imagen hacia delante, una imagen
hacia atrás o el valor medio entre ambas imágenes. La unidad de
compensación del movimiento 1543 realiza la operación que indica el
vector de movimiento y el tipo de predicción de bloques, y genera
una imagen de compensación del movimiento. La unidad de
determinación de prioridades 1550 envía la prioridad de una imagen
dependiendo del tipo de imagen y la capa base o la capa de mejora.
La unidad de control de procesamiento de filtros 1560 controla el
apagado y encendido de los conmutadores 1531 y 1532 dependiendo de
la prioridad enviada desde la unidad de determinación de prioridades
1550 o la velocidad de funcionamiento de la CPU.
La Figura 15 es un diagrama de bloques que
muestra la estructura funcional detallada de la unidad de
determinación de prioridades 1550 que se muestra en la Figura 14.
Tal y como se muestra en esta figura, la unidad de determinación de
prioridades 1550 envía la prioridad de una imagen dependiendo del
tipo de imagen y la capa base o la capa de mejora, y consta de tres
tablas 1551\sim1553, un selector 1554 y una unidad de
procesamiento de determinación 1555, tal y como se muestra en la
Figura 15. Hay que tener en cuenta que en el caso de una imagen P en
el segundo modo de codificación IP, la información que indica
"base", "posibilidad de que se haga referencia a ella" o
"ninguna posibilidad de que se haga referencia a ella" se añade
a su tipo de imagen.
La tabla 1551 es una tabla que se selecciona
cuando se designa el modo de codificación IPB por medio de la
operación en la unidad de la consola de operaciones 1505 y en la que
los tipos de imágenes se asocian a la prioridad de las mismas, y las
prioridades están definidas en "0" para las imágenes I, en
"1" para las imágenes P y en "2" para las imágenes B. Hay
que tener en cuenta que las prioridades se definen de manera que son
menores cuanto más alto sea el número.
La tabla 1552 es una tabla que se selecciona
cuando se designa el primer modo de codificación IP por medio de la
operación en la unidad de la consola de operaciones 1505 y en la que
los tipos de imágenes se asocian a la prioridad de las mismas, y las
prioridades están definidas en "0" para las imágenes I, en
"1" para las imágenes P (que tienen la posibilidad de que se
haga referencia a ellas) y en "2" para las imágenes P (que no
tienen ninguna posibilidad de que se haga referencia a ellas).
La tabla 1553 es una tabla que se selecciona
cuando se designa el segundo modo de codificación IP (base,
posibilidad de referencia y ninguna posibilidad de referencia), y
las prioridades están definidas en "0" para las imágenes I, en
"1" para las imágenes P (base), en "2" para las imágenes P
(que tienen la posibilidad de que se haga referencia a ellas) y en
"3" para las imágenes P (que no tienen ninguna posibilidad de
que se haga referencia a ellas).
El selector 1554 selecciona cualquiera de las
tablas 1551\sim1553 basándose en el modo de codificación (el modo
de codificación IPB o el primer modo de codificación IP) designado
para la unidad de la consola de operaciones 1505. La unidad de
procesamiento de determinación 1555 determina la prioridad
dependiendo del tipo de imagen y la capa base o la capa de mejora
que se envían desde la unidad de preprocesamiento 1510 en relación a
la tabla seleccionada por el selector 1554, y envía la prioridad
determinada. Específicamente, cuando se designa el modo de
codificación IPB, el selector 1554 selecciona la tabla 1551 y la
unidad de procesamiento de determinación 1555 envía la prioridad
asociada a una imagen I, una imagen P o una imagen B cada vez que se
envía el tipo de imagen desde la unidad de preprocesamiento 1510.
Además, cuando se designa el primer modo de codificación IP, el
selector 1554 selecciona la tabla 1552, y la unidad de procesamiento
de determinación 1555 envía la prioridad basándose en el tipo de
imagen y los datos añadidos a una imagen P ("posibilidad" o
"no posibilidad"). Asimismo, cuando se designa el segundo modo
de codificación IP, el selector 1554 selecciona la tabla 1553, y la
unidad de procesamiento de determinación 1555 envía la prioridad
basándose en el tipo de imagen y los datos añadidos a una imagen P
("base", "posibilidad" o "no posibilidad").
La Figura 16 es un diagrama de bloques que
muestra la estructura funcional detallada de la unidad de control de
procesamiento de filtros 1560 que se muestra en la Figura 14. Tal y
como se muestra en esta figura, la unidad de control de
procesamiento de filtros 1560 controla el encendido y apagado de los
conmutadores 1531 y 1532 de acuerdo con la prioridad que se envía
desde la unidad de determinación de prioridad 1550 y la velocidad de
funcionamiento de la CPU, y consta de tres tablas 1561\sim1563,
un selector 1564 y una unidad de procesamiento de cambios de
conmutador 1565 que se muestran en la Figura 16. La tabla 1561 es
una tabla que se selecciona cuando se designa el modo de
codificación IPB e indica combinaciones de las prioridades y
velocidades de funcionamiento de CPU para realizar el procesamiento
de filtros, y está configurado para que se encienda para la
prioridad 0\sim2 cuando la velocidad de funcionamiento de CPU sea
menor de 70%, que sólo se encienda para las prioridades 0 y 1 cuando
la velocidad de funcionamiento de CPU sea de 70% o mayor y menor de
80%, y que sólo se encienda para la prioridad 0 cuando la velocidad
de funcionamiento de CPU sea de 80% o mayor.
La tabla 1562 es una tabla que se selecciona
cuando se designa el primer modo de codificación IP e indica
combinaciones de las prioridades y velocidades de funcionamiento de
CPU para realizar el procesamiento de filtros, y está configurado
para que se encienda para las prioridades 0\sim2 cuando la
velocidad de funcionamiento de CPU sea menor de 70%, que sólo se
encienda para las prioridades 0 y 1 cuando la velocidad de
funcionamiento de CPU sea de 70% o mayor y menor de 80%, y que se
encienda sólo para la prioridad 0 cuando la velocidad de
funcionamiento de CPU sea de 80% o mayor.
La tabla 1563 es una tabla que se selecciona
cuando se designa el segundo modo de codificación IP e indica
combinaciones de las prioridades y velocidades de funcionamiento de
CPU para realizar el procesamiento de filtros, y está configurado
para que se encienda para las prioridades 0\sim3 cuando la
velocidad de funcionamiento de CPU sea menor de 70%, que sólo se
encienda para las prioridades 0, 1 y 2 cuando la velocidad de
funcionamiento de CPU sea de 70% o mayor y menor de 80%, y que se
encienda sólo para las prioridades 0 y 1 cuando la velocidad de
funcionamiento de CPU sea de 80% o mayor.
El selector 1564 selecciona cualquiera de las
tablas 1561\sim1563 basándose en el modo de codificación (el modo
de codificación IPB, el primer modo de codificación IP o el segundo
modo de codificación IP) designado por la unidad de la consola de
operaciones 1505. La unidad de procesamiento de cambios de
conmutador 1565 envía la señal de encendido o apagado para controlar
los conmutadores 1531 y 1532 de la unidad de conmutación 1530
basándose en la prioridad enviada desde la unidad de determinación
de prioridad 1550 y la velocidad de funcionamiento de CPU obtenida
por cada imagen, en referencia a la tabla seleccionada por el
selector 1564.
Específicamente, cuando se designa el modo de
codificación IPB, el selector 1564 selecciona la tabla 1561, y la
unidad de procesamiento de cambios de conmutador 1565 envía una
señal de encendido para la imagen I, la imagen P y la imagen B si la
velocidad de funcionamiento de CPU es menor de 70%. Además, si la
velocidad de funcionamiento de CPU es de 70% o mayor y menor de 80%,
la unidad de procesamiento de cambios de conmutador 1565 envía una
señal de encendido sólo para una imagen I y una imagen P. Además, si
la velocidad de funcionamiento de CPU es de 80% o mayor, la unidad
de procesamiento de cambios de conmutador 1565 envía la señal de
encendido sólo para una imagen I.
Además, cuando se designa el primer modo de
codificación IP, el selector 1564 selecciona la tabla 1562 y la
unidad de procesamiento de cambios de conmutador 1565 envía una
señal de encendido para la imagen I, la imagen P (posibilidad) y la
imagen P (no posibilidad) si la velocidad de funcionamiento de CPU
es menor de 70%. Además, si la velocidad de funcionamiento de CPU es
de 70% o mayor y menor de 80%, la unidad de procesamiento de cambios
de conmutador 1565 envía una señal de encendido sólo para una imagen
I y una imagen P (posibilidad). Además, si la velocidad de CPU es de
80% o mayor, la unidad de procesamiento de cambios de conmutador
1565 envía una señal de encendido sólo para una imagen I.
Además, cuando se designa el segundo modo de
codificación IP, el selector 1564 selecciona la tabla 1563, y la
unidad de procesamiento de cambios de conmutador 1565 envía una
señal de encendido para la imagen I, la imagen P (base), la imagen P
(posibilidad) y la imagen P (no posibilidad). Además, si la
velocidad de funcionamiento de CPU es de 70% o mayor y menor de 80%,
la unidad de procesamiento de cambios de conmutador 1565 envía una
señal de encendido sólo para una imagen I, una imagen P (base) y una
imagen P (posibilidad). Además, si la velocidad de CPU es de 80% o
mayor, la unidad de procesamiento de cambios de conmutador 1565
envía una señal de encendido sólo para una imagen I y una imagen P
(base).
A continuación, se explicará el funcionamiento
del aparato de codificación de imágenes 1500 tal y como se ha
estructurado anteriormente.
En el modo de codificación intra imágenes para
codificar una imagen como una imagen I, se comprime y codifica una
imagen enviada desde la unidad de preprocesamiento 1510 en un
componente de frecuencia por medio de una transformación ortogonal
realizada por la unidad de transformación ortogonal 1513, y se
comprime y codifica en un valor cuantificado por medio de la
cuantificación realizada por la unidad de cuantificación 1514. Este
valor cuantificado se comprime y codifica en una longitud variable
por medio de la codificación de longitud variable que realiza la
unidad de codificación de longitud variable 1517, se convierte en
una señal codificada de un flujo de bits de una imagen I por medio
de la unidad de postprocesamiento 1520, y se almacena en un soporte
de memoria como, por ejemplo, un disco duro.
Por otra parte, el valor cuantificado que se
envía desde la unidad de cuantificación 1514 se descodifica en un
componente de frecuencia por medio de la cuantificación inversa que
realiza la unidad de cuantificación inversa 1521, y se descodifica
en una imagen por medio de la transformación ortogonal inversa que
realiza la unidad de transformación ortogonal inversa 1522. Cuando
se encienden los conmutadores 1531 y 1532 bajo el control de la
unidad de control del procesamiento de filtros 1560, esta imagen
descodificada se almacena en la memoria de imágenes 1541 después de
ser procesada por filtro para eliminar la distorsión de bloques por
medio del filtro entre píxeles 1540, y cuando se apagan los
conmutadores 1531 y 1532, se almacena en la memoria de imágenes
1541, sin haber sido procesada por filtro.
Además, en el modo de codificación entre
imágenes para codificar una imagen como una imagen P y una imagen B,
se genera un vector de movimiento por medio de la unidad de cálculo
de movimiento 1542, se genera una imagen de compensación del
movimiento (imagen predictiva) por medio de la unidad de
compensación de movimiento 1543 y se genera un error de compensación
de movimiento (imagen diferencial) por medio de la unidad de
sustracción 1512. Hay que tener en cuenta que la unidad de
estimación del movimiento 1542 busca una imagen predictiva cuya
diferencia con la imagen enviada desde la unidad de preprocesamiento
1510 sea la menor de entre la de las imágenes descodificadas
almacenadas en la memoria de imágenes 1541 como una o una pluralidad
de imágenes de referencia hacia delante o hacia atrás.
La Figura 17 es un diagrama de bloques que
muestra las relaciones de referencia entre las imágenes almacenadas
en la memoria de imágenes 1541. Particularmente, la Figura 17A es un
diagrama que muestra las imágenes de referencia para predicciones en
el procedimiento IPB, la Figura 17B es un diagrama que muestra
imágenes de referencia para predicciones en el primer procedimiento
IP, y la Figura 17C es un diagrama que muestra imágenes de
referencia para predicciones en el segundo procedimiento IP. Hay que
tener en cuenta que bajo cada imagen de cada procedimiento, se
indica la prioridad (nivel de prioridad) asociada a la imagen.
Para predecir una imagen P en el caso del
procedimiento IPB de la Figura 17A, se puede hacer referencia a una
imagen I hacia delante y una imagen P. Para predecir una imagen B,
se puede hacer referencia a una imagen I hacia delante o una imagen
P, y a una imagen I hacia atrás y temporalmente más próxima o una
imagen P.
Hay que tener en cuenta que para predecir una
imagen B en H.26L, se puede hacer referencia a una imagen B, además
de a una imagen I y una imagen P, como imagen hacia delante. En el
modo que utiliza esta imagen B como imagen de referencia se añade la
información sobre "hay una posibilidad" o "no hay ninguna
posibilidad" a la imagen B, y la información de que "hay una
posibilidad" o "no hay ninguna posibilidad" se añade también
al tipo de imagen. Y en este modo, la imagen B descodificada a la
que se refiere la información de que existe la posibilidad de que se
haga referencia a ella siempre se almacena en la memoria de imágenes
1541, y la imagen B descodificada a la que se refiere la información
de que no existe ninguna posibilidad de que se haga referencia a
ella no es necesario que se almacene en la memoria de imágenes
1541.
Para predecir una imagen P (posibilidad de
referencia) en el primer procedimiento IP de la Figura 17B, se
puede hacer referencia a una imagen I hacia delante y una imagen P
(posibilidad de referencia). Para predecir una imagen P (sin
posibilidad de referencia), se puede hacer referencia a una imagen I
hacia delante o una imagen P (posibilidad de referencia).
Para predecir una imagen P (base) en el segundo
procedimiento IP de la Figura 17C, se puede hacer referencia a una
imagen I hacia delante y una imagen P (base). Para predecir una
imagen P (posibilidad de referencia), se puede hacer referencia a
una imagen I hacia delante y una imagen P (base). Para predecir una
imagen P (sin posibilidad de referencia), se puede hacer referencia
a una pluralidad de imágenes I hacia delante, imágenes P (base) o
imágenes P (posibilidad de referencia).
Hay que tener en cuenta que, para mejorar la
explicación, se explicará el caso en el que se designa el modo de
codificación IPB.
Bajo dicha restricción, la unidad de estimación
de movimiento 1542 envía como vector de movimiento la cantidad de
movimiento del píxel diferencial entre la imagen de referencia
buscada y la imagen que se envía desde la unidad de preprocesamiento
1510, y también envía un tipo de predicción de bloques que indica si
una imagen de referencia es una imagen hacia delante, una imagen
hacia atrás o un valor medio de imágenes predictivas. Asimismo, la
unidad de compensación de movimiento 1543 realiza, para el píxel
diferencial, la operación que indica el vector de movimiento y el
tipo de predicción de bloques que se envía desde la unidad de
estimación de movimiento 1542 para generar una imagen de
compensación de movimiento. Y la unidad de sustracción 1512 genera
un error de compensación de movimiento (imagen diferencial) al
sustraer la imagen de compensación de movimiento generada por la
unidad de compensación de movimiento 1543 de la imagen que se envía
desde la unidad de preprocesamiento 1510.
El error de compensación de movimiento (imagen
diferencial) que se envía desde la unidad de sustracción 1512 se
comprime y codifica en un componente de frecuencia por medio de la
transformación ortogonal que realiza la unidad de transformación
ortogonal 1513, y se comprime y codifica en un valor cuantificado
por medio de la cuantificación que realiza la unidad de
cuantificación 1514. Este valor cuantificado se comprime y codifica
en una longitud variable por medio de la codificación de longitud
variable que realiza la unidad de codificación de longitud variable
1517, se convierte en una señal codificada en un flujo de bits de
una imagen P o una imagen B junto con el vector de movimiento y
otros por medio de la unidad de postprocesamiento 1520, y se
almacena en un soporte de memoria como un disco duro.
Por otra parte, el valor cuantificado de una
imagen P o una imagen B con una posibilidad de que se haga
referencia a ella se envía desde la unidad de cuantificación 1514 y
se descodifica en un componente de frecuencia por medio de la
cuantificación inversa que realiza la unidad de cuantificación
inversa 1521, y se descodifica en un error de compensación del
movimiento (imagen diferencial) por medio de la transformación
ortogonal inversa que realiza la unidad de transformación ortogonal
inversa 1522. A continuación, la unidad de adición 1524 añade el
error de compensación de movimiento (imagen diferencial) y la imagen
de compensación de movimiento y, de esta manera, se descodifica en
una imagen. Esta imagen descodificada se almacena en la memoria de
imágenes 1541 después de haber sido procesada por filtro para
eliminar la distorsión de bloques por medio del filtro entre píxeles
1540 cuando los conmutadores 1531 y 1532 se encienden bajo el
control de la unidad de control del procesamiento de filtros 1560, y
cuando
los conmutadores 1531 y 1532 se apagan, se almacena en la memoria de imágenes 1541 sin ser procesada por filtro.
los conmutadores 1531 y 1532 se apagan, se almacena en la memoria de imágenes 1541 sin ser procesada por filtro.
Aquí, se explicará más detalladamente el control
de encendido y apagado de los conmutadores 1531 y 1532 por medio de
la unidad de control del procesamiento de filtros 1560.
La Figura 18 es un gráfico de flujo que muestra
el procesamiento de activación de conmutadores que ejecuta la unidad
de procesamiento de cambios de conmutador 1565 en la unidad de
control del procesamiento de filtros 1560.
Por otro lado, la unidad de procesamiento de
determinación 1555 de la unidad de determinación de prioridades 1550
determina la prioridad de cada imagen que se envía desde la unidad
de preprocesamiento 1510 dependiendo del tipo de imagen con
referencia a la tabla 1551 seleccionada por el selector 1554, y
envía la prioridad determinada. Específicamente, cuando se designa
el modo de codificación IPB, el selector 1554 selecciona la tabla
1551, y la unidad de procesamiento de determinación 1555 envía la
prioridad "0" para una imagen I, la prioridad "1" para una
imagen P y la prioridad "2" para una imagen B cada vez que se
envía el tipo de imagen desde la unidad de preprocesamiento
1510.
Para cada codificación de la imagen, la unidad
de procesamiento de cambios de conmutador 1565 de la unidad de
control de procesamiento de filtros 1560 obtiene la prioridad de la
imagen y la velocidad de funcionamiento de CPU incluida en este
aparato de codificación de imágenes 1500 (P21) y determina la
entrada a la que se hace referencia en la tabla (la tabla 1561 en el
ejemplo de la Figura 16) (P22).
Específicamente, si la velocidad de
funcionamiento de CPU es menor de 70%, determina que la entrada a la
que se va a hacer referencia es la primera línea, si la velocidad de
funcionamiento de CPU es de 70% o mayor y menor de 80%, determina
que la entrada a la que se va a hacer referencia es la segunda
línea, y si la velocidad de funcionamiento de CPU es de 80% o mayor,
determina que la entrada a la que se va a hacer referencia es la
tercera línea.
Después de determinar la entrada a la que se va
a hacer referencia, la unidad de procesamiento de cambios de
conmutador 1565 lee la columna derecha de la entrada (P23) y decide
si la prioridad definida para el tipo de imagen de la imagen
descodificada se incluye o no en la columna derecha (P24). Si se
incluye en la columna derecha (Sí en P24), la unidad de
procesamiento de cambios de conmutador 1565 envía una señal de
encendido a los conmutadores 1531 y 1532 (P25). Por lo tanto, el
procesamiento de filtros se realiza para la imagen descodificada y
la imagen descodificada procesada por filtro se almacena en la
memoria de imágenes 1541.
Por el contrario, si no se incluye en la columna
derecha (No en P24), la unidad de procesamiento de cambios de
conmutador 1565 envía una señal de apagado a los conmutadores 1531 y
1532 (P26). Por lo tanto, el procesamiento por filtro de la imagen
descodificada se omite y la imagen descodificada se almacena en la
memoria de imágenes 1541 sin ser procesada por filtro.
Dicho control se realiza para cada imagen, y las
imágenes descodificadas que se hayan procesado por filtro y que no
se hayan procesado por filtro se almacenan en la memoria de imágenes
1541 en secuencia. De esta manera, en la codificación de imágenes,
no siempre se realiza el filtrado entre píxeles para eliminar el
ruido o elementos similares, sino que el filtrado entre píxeles se
realiza de manera selectiva cuando es necesario, por lo que si el
filtrado entre píxeles sólo se realiza para las imágenes que tienen
mucha influencia en la calidad de la imagen, por ejemplo, incluso en
un aparato de descodificación de imágenes con una capacidad de
procesamiento baja, es posible mantener la calidad de imagen de las
imágenes importantes que se almacenan en la memoria de imágenes,
reducir la acumulación de distorsión de bloques en las imágenes
descodificadas que se han almacenado en la memoria de imágenes,
mejorar la eficacia de la predicción realizada por la unidad de
compensación de movimiento, y reducir el deterioro de la calidad de
la imagen más que con la técnica MPEG, y así se puede conseguir el
gran efecto de mejora de la calidad de la imagen con una velocidad
de bits baja.
Más específicamente, al realizar el filtrado
entre píxeles, se da prioridad a una imagen que tiene una gran
influencia en otras imágenes, es decir, una imagen intra codificada,
una imagen codificada predictiva hacia delante, una imagen de capa
base o una imagen similar, de manera que el efecto de mejora de la
calidad de la imagen, como la eliminación del ruido, se puede
conseguir mediante un filtrado entre píxeles con más efectividad
incluso con el mismo incremento en la carga de procesamiento.
Además, el encendido y apagado del procesamiento
del filtro se puede controlar de manera que se utilice por completo
la capacidad de procesamiento del aparato de codificación de
imágenes, por lo que la CPU se utiliza con eficacia y, así, la
codificación para obtener imágenes de mayor calidad se puede
conseguir incluso con los mismos recursos de hardware.
Cuarta
realización
A continuación, se explicará un aparato de
descodificación de imágenes de acuerdo con una realización de la
presente invención. La Figura 19 es un diagrama de bloques que
muestra la estructura funcional de un aparato de descodificación de
imágenes 1600 de acuerdo con la cuarta realización de la presente
invención.
Este aparato de descodificación de imágenes 1600
es un aparato para descodificar la señal codificada que ha
codificado el aparato de codificación de imágenes 1500 que se
muestra en la Figura 14, y se realiza por medio de un aparato
informático equipado con una CPU, una memoria, un disco duro (HD) en
el que se instala un programa para descodificar imágenes o similar
y, como funciones, incluye una unidad de preprocesamiento 1610, una
unidad de descodificación de longitud variable 1617, una unidad de
cuantificación inversa 1621, una unidad de transformación ortogonal
inversa 1622, una unidad de adición 1624, una unidad de conmutación
1630, un filtro entre píxeles 1640, una unidad de postprocesamiento
1670, una memoria de imágenes 1641, una unidad de compensación de
movimiento 1643, una unidad de determinación de prioridad 1650 y una
unidad de control de procesamiento de filtro 1660.
La unidad de preprocesamiento 1610 está equipada
con un búfer o elemento similar para almacenar una señal codificada
temporalmente, y la divide en el tipo de imagen, el vector de
movimiento y la señal codificada de una imagen en sí incluida en la
señal codificada para enviarlas. Hay que tener en cuenta que cuando
la señal codificada de la imagen está en el primer modo de
codificación IP, la información de "posibilidad" o "no
posibilidad" se añade a la imagen y la información de
"posibilidad" o "no posibilidad" también se añade al tipo
de imagen. Además, cuando está en el segundo modo de codificación
IP, la información de "base", "posibilidad" y "no
posibilidad" se añade a la imagen, y la información de
"base", "posibilidad" y "no posibilidad" se añade
también al tipo de imagen.
La unidad de descodificación de longitud
variable 1617 envía un valor cuantificado de longitud variable
descodificando (descodificación de Huffman) la señal codificada que
se envía desde la unidad de preprocesamiento 1610. La unidad de
cuantificación inversa 1621 descodifica el componente de frecuencia
por medio de la cuantificación inversa del valor cuantificado que se
envía desde la unidad de descodificación de longitud variable 1617.
La unidad de transformación ortogonal inversa 1622 descodifica la
imagen en el modo de codificación intra imágenes y el error de
compensación de movimiento (imagen residual) que es un valor
diferencial de píxeles en el modo de codificación entre imágenes por
medio de la transformación ortogonal del componente de frecuencia
descodificado por la unidad de cuantificación inversa 1621.
La unidad de adición 1624 envía la imagen
descodificada por la unidad de transformación ortogonal inversa 1622
tal y como está en el modo de codificación intra imágenes, y
descodifica la imagen añadiendo el error de compensación de
movimiento (imagen residual) descodificado por la unidad de
transformación ortogonal inversa 1622 y la imagen de compensación
del movimiento generada por la unidad de compensación del movimiento
1643 en el modo de codificación entre imágenes. La unidad de
conmutación 1630 consta de un par de conmutadores 1631 y 1632 para
conmutar su estado de conmutación de manera sincronizada bajo el
control de encendido y apagado del conmutador de la unidad de
control de procesamiento de filtro 1660 para cada imagen, e
incorpora el filtro entre píxeles 1640 en un bucle, o lo omite del
bucle, es decir hace que el filtro entre píxeles 1640 omita su
procesamiento.
El filtro entre píxeles 1640 realiza el
procesamiento de filtro espacial de pase bajo para la imagen
descodificada que se envía desde la unidad de adición 1624 por
bloques cuando los conmutadores 1631 y 1632 están encendidos para
generar la imagen descodificada sin distorsión de bloques ni nada
similar. Por ejemplo, calcula un valor medio entre un píxel y los
píxeles colindantes, y si la diferencia entre el píxel y los píxeles
colindantes está en un intervalo predeterminado, ejecuta el
procesamiento de reemplazo de cada píxel alrededor del límite del
bloque con el valor medio calculado.
La unidad de postprocesamiento 1670 está
equipada con una unidad de conversión de formato para convertir un
formato en una resolución espacial predeterminada, una unidad de
restauración de orden para restaurar el orden de las imágenes que se
han reordenado dependiendo de sus tipos de imágenes al orden
original de las mismas, y elementos similares, y envía la imagen
descodificada a un monitor o dispositivo similar. La memoria de
imágenes 1641 almacena una pluralidad de imágenes descodificadas,
con una posibilidad de que se haga referencia a ellas, que se envían
desde la unidad de conmutación 1630. La unidad de compensación de
movimiento 1643 realiza la operación indicada por el vector de
movimiento y el tipo de predicción de bloques que se envía desde la
unidad de preprocesamiento 1610 para las imágenes descodificadas
almacenadas en la memoria de imágenes 1641 para generar imágenes de
compensación de movimiento. La unidad de determinación de prioridad
1650 tiene la misma estructura que la unidad de determinación de
prioridad 1550 que se muestra en la Figura 15 y envía la prioridad
de una imagen dependiendo del tipo de imagen que se envía desde la
unidad de preprocesamiento 1610 y la capa base o la capa de mejora.
La unidad de control del procesamiento del filtro 1660 tiene la
misma estructura que la unidad de control de procesamiento del
filtro 1560 que se muestra en la Figura 16 y controla el encendido y
apagado de los conmutadores 1631 y 1632 de la unidad de conmutación
dependiendo de la prioridad que se envía desde la unidad de
determinación de prioridad 1650 y la velocidad de funcionamiento de
CPU obtenida mediante la supervisión.
A continuación, se explicará el funcionamiento
del aparato de descodificación de imágenes 1600 estructurado de la
forma que se ha indicado anteriormente. Hay que tener en cuenta que,
para poder explicarlo a la vez que el aparato de codificación de
imágenes 1500, se explicará el caso en el que se especifica el modo
de codificación IPB.
En el modo de descodificación intra imágenes
para descodificar una señal codificada de una imagen I en una
imagen, la señal codificada que se envía desde la unidad de
preprocesamiento 1610 se descodifica en un valor cuantificado por
medio de la descodificación de longitud variable realizada por la
unidad de descodificación de longitud variable 1617, se expande y
descodifica en un componente de frecuencia por medio de la
cuantificación inversa realizada por la unidad de cuantificación
inversa 1621, y se descodifica en una imagen (imagen descodificada)
por medio de la transformación ortogonal realizada por la unidad de
transformación ortogonal 1622. Cuando se encienden los conmutadores
1631 y 1632 bajo el control de la unidad de control de procesamiento
de filtro 1660, esta imagen descodificada se almacena en la memoria
de imágenes 1641 después de haber sido procesada por filtro para
eliminar la distorsión de bloques por medio del filtro entre píxeles
1640, y se restaura el orden original de las imágenes en la unidad
de postprocesamiento 1670, se convierte el formato de las mismas, y
luego se envía a un monitor o un dispositivo similar. Por el
contrario, cuando se apagan los conmutadores 1631 y 1632, la imagen
descodificada se almacena en la memoria de imágenes 1641 sin ser
procesada por filtro, y el orden de la imagen se restaura al
original en la unidad de postprocesamiento 1670, cuyo formato se
convierte y, a continuación, se envía a un monitor o dispositivo
similar.
Además, en el modo de descodificación entre
imágenes para descodificar señales codificadas de una imagen P y una
imagen B en imágenes, la señal codificada que se envía desde la
unidad de preprocesamiento 1610 se descodifica en un valor
cuantificado por medio de la descodificación de longitud variable
realizada por la unidad de descodificación de longitud variable
1617, se expande y descodifica en un componente de frecuencia por
medio de la transformación ortogonal inversa realizada por la unidad
de cuantificación inversa 1621, y se descodifica en un error de
compensación de movimiento (imagen diferencial) por medio de la
transformación ortogonal inversa que realiza la unidad de
transformación ortogonal inversa 1622.
Por otra parte, la imagen de compensación de
movimiento (imagen predictiva) se genera por medio de la unidad de
compensación de movimiento 1643. Hay que tener en cuenta que la
unidad de compensación de movimiento 1643 realiza la operación
indicada por el vector de movimiento y el tipo de predicción de
bloques que se envía desde la unidad de preprocesamiento 1610 para
el píxel diferencial en la imagen de referencia que se lee desde la
memoria de imágenes 1641 para generar una imagen de compensación de
movimiento.
Y la unidad de adición 1624 añade el error de
compensación de movimiento (imagen diferencial) y la imagen de
compensación de movimiento para descodificar el resultado en una
imagen. Cuando los conmutadores 1631 y 1632 se encienden bajo el
control de la unidad de control de procesamiento de filtros 1660,
después de que esta imagen descodificada se procese por filtro para
eliminar la distorsión de bloques por medio del filtro entre píxeles
1640, y luego se restaura el orden de la imagen en la unidad de
postprocesamiento 1670, se convierte el formato de la misma, y la
imagen se envía a un monitor o un dispositivo similar, y la imagen
descodificada con la posibilidad de que se haga referencia a ella se
almacena en la memoria de imágenes 1641. Por otra parte, cuando se
apagan los conmutadores 1631 y 1632, el procesamiento por filtro no
se realiza, pero el orden de la imagen se restaura al orden original
en la unidad de postprocesamiento 1670, se convierte el formato de
la misma, y la imagen se envía un monitor o un dispositivo similar,
y la imagen descodificada con la posibilidad de que se haga
referencia a ella se almacena en la memoria de imágenes 1641. Aquí,
como es el caso de los conmutadores 1531 y 1532 del aparato de
codificación de imágenes 1500, se controla el encendido y apagado de
los conmutadores 1631 y 1632 por medio de la unidad de control de
procesamiento de filtro 1660.
Más específicamente, la unidad de procesamiento
de cambios de conmutador de la unidad de control de procesamiento de
filtro 1660 obtiene la prioridad de una imagen y la velocidad de
funcionamiento de CPU que se incluye en este aparato de
descodificación de imágenes 1600 para cada codificación de imagen,
determina la entrada a la que se hace referencia en la tabla del
modo de codificación IPB, lee la columna derecha de la entrada, y
decide si la prioridad definida para el tipo de imagen de la imagen
descodificada se incluye o no en la columna derecha. Si se incluye
en la columna derecha, la unidad de procesamiento de cambios de
conmutador de la unidad de control de procesamiento de filtro 1660
envía una señal de encendido a los conmutadores 1631 y 1632. Por lo
tanto, el procesamiento de filtro se realiza para la imagen
descodificada, y la imagen descodificada procesada por filtro se
almacena en la memoria de imágenes 1641. Por otra parte, si no se
incluye en la columna derecha, la unidad de procesamiento de cambios
de conmutador de la unidad de control de procesamiento de filtro
1660 envía una señal de apagado a los conmutadores 1631 y 1632. Por
lo tanto, el procesamiento por filtro para la imagen descodificada
se omite, y la imagen descodificada se almacena en la memoria de
imágenes 1641 sin ser procesada por filtro.
Dicho control se realiza para cada imagen, y las
imágenes descodificadas que se han procesado por filtro y no se han
procesado por filtro se almacenan en la memoria de imágenes 1641 en
secuencia.
De esta manera, en la descodificación de
imágenes, no siempre se realiza el filtrado entre píxeles para
eliminar el ruido o elementos similares, pero el filtrado entre
píxeles se realiza de manera selectiva cuando es necesario, por lo
que si el filtrado entre píxeles se realiza sólo para imágenes que
tienen una gran influencia en la calidad de la imagen, por ejemplo,
incluso en los aparatos de descodificación de imágenes con baja
capacidad de procesamiento, es posible mantener la calidad de la
imagen de las imágenes importantes que se almacenan en la memoria de
imágenes, reducir la acumulación de distorsión de bloques en las
imágenes descodificadas que se han almacenado en la memoria de
imágenes, mejorar la eficiencia de predicción por medio de la unidad
de compensación de movimiento, y reducir el deterioro de la calidad
de la imagen más que con la técnica MPEG y, de esta manera, se puede
conseguir el gran efecto de mejora de la calidad de la imagen con
una velocidad de bits baja.
Más específicamente, al realizar el filtrado
entre píxeles, se da prioridad a una imagen que tiene una gran
influencia en otras imágenes, es decir, una imagen intra codificada,
una imagen codificada predictiva hacia delante, una imagen de capa
base o una imagen similar, por lo que se puede conseguir el efecto
de mejora de la calidad de la imagen como, por ejemplo, la
eliminación del ruido, por medio del filtrado entre píxeles más
eficazmente con el mismo aumento de la carga de procesamiento.
Además, se puede controlar el encendido y
apagado del procesamiento de filtro de manera que se utilice por
completo la capacidad de procesamiento del aparato de
descodificación de imágenes para utilizar la CPU con eficiencia y,
de esta manera, se puede conseguir la descodificación de imágenes de
más calidad incluso con los mismos recursos de hardware.
Hay que tener en cuenta que la presente
invención se puede realizar no sólo como un aparato de codificación
de imágenes o un aparato de descodificación de imágenes, sino
también como un procedimiento de codificación de imágenes o un
procedimiento de descodificación de imágenes para las unidades de
características de funcionamiento que se incluyen en estos aparatos
como pasos, o como un programa que tiene un ordenador que ejecuta
esos pasos. Y, no es necesario decir que el programa se puede
distribuir mediante un soporte de grabación como un
CD-ROM o un medio de transmisión como Internet.
Quinta
realización
Asimismo, si se graba un programa para conseguir
la estructura del procedimiento de codificación de imágenes o el
procedimiento de descodificación de imágenes tal y como se muestra
en cada una de las realizaciones mencionadas anteriormente en un
soporte de grabación como un disco flexible, es posible realizar el
procesamiento tal y como se muestra en cada una de las realizaciones
anteriores fácilmente en un sistema informático independiente.
La Figura 20 es una ilustración que muestra el
caso en el que se realiza el procesamiento en un sistema informático
utilizando un disco flexible en el que se almacena el procedimiento
de codificación de imágenes o el procedimiento de descodificación de
imágenes de las realizaciones primera y segunda mencionadas
anteriormente.
La Figura 20B muestra la vista frontal y la
vista de sección cruzada del aspecto de un disco flexible y el disco
flexible, y la Figura 20A muestra un ejemplo de un formato físico de
un disco flexible como soporte de grabación en sí. En la carcasa F
hay un disco flexible FD, en la superficie del disco se forman una
pluralidad de pistas Tr de forma concéntrica en la dirección del
radio desde la periferia, y cada pista se divide en 16 sectores Se
en la dirección angular. Por lo tanto, en cuanto al disco flexible
en el que se almacena el programa anteriormente mencionado, el
procedi-
miento de codificación de imágenes como programa se graba en el área asignada para ello en el disco flexible FD.
miento de codificación de imágenes como programa se graba en el área asignada para ello en el disco flexible FD.
La Figura 20C muestra la estructura para grabar
y reproducir el programa en y desde el disco flexible FD. Para
grabar el programa en el disco flexible FD, el sistema informático
Cs escribe el procedimiento de codificación de imágenes o el
procedimiento de descodificación de imágenes como programa en el
disco flexible FD a través de una unidad de discos flexibles. Para
construir el procedimiento de codificación de imágenes anterior en
el sistema informático por medio del programa grabado en el disco
flexible, el programa se lee desde el disco flexible a través de la
unidad de discos flexibles y se transfiere al sistema
informático.
Hay que tener en cuenta que la explicación
anterior se ha realizado suponiendo que un soporte de grabación es
un disco flexible, pero se puede realizar el mismo procesamiento
utilizando un disco óptico. Además, el soporte de grabación no está
limitado a estos, sino a cualquier otro soporte como, por ejemplo,
una tarjeta IC y un casete ROM que se pueden utilizar de la misma
manera si se puede grabar un programa en ellos.
Las Figuras 21\sim24 son ilustraciones de los
dispositivos para realizar el procesamiento de codificación o
descodificación que se muestra en las realizaciones que se han
mencionado anteriormente, y el sistema que las usa.
La Figura 21 es un diagrama de bloques que
muestra la configuración general de un sistema de suministro de
contenido ex100 para conseguir un servicio de distribución de
contenido. El área para proporcionar el servicio de comunicación se
divide en celdas del tamaño deseado y las estaciones base
ex107\simex110, que son estaciones fijas inalámbricas, se colocan
en sus respectivas celdas. Este sistema de suministro de contenido
ex100 se conecta a un equipo ex111, una PDA (asistente digital
personal) ex112, una cámara ex113 y un teléfono móvil ex114 a través
de Internet ex101, un proveedor de servicios de Internet ex102 y una
red telefónica ex104, por ejemplo. Sin embargo, el sistema de
suministro de contenido ex100 no se limita a la combinación que se
muestra en la Figura 21, y se puede conectar a una combinación de
cualquiera de ellos. Además, se puede conectar directamente a la red
telefónica ex104, no a través de las estaciones base
ex107\simex110 que son estaciones inalámbricas fijas.
La cámara ex113 es un dispositivo como una
cámara de vídeo digital que es capaz de tomar imágenes en
movimiento. El teléfono móvil puede ser cualquier teléfono móvil de
un sistema PDC (comunicaciones digitales personales), un sistema
CDMA (acceso múltiple de división de códigos), un sistema
W-CDMA (acceso múltiple de división de códigos de
banda ancha) o un sistema GSM (sistema global para comunicaciones
móviles), un PHS (sistema de teléfono personal) y sistemas
similares.
Además, un servidor de flujo ex103 se conecta a
la cámara ex113 a través de la estación base ex109 y la red
telefónica ex104, lo que permite la distribución en directo o
similar utilizando la cámara ex113 basada en los datos codificados
que se transmiten desde el usuario. La cámara ex113 o el servidor
para transmitir los datos pueden codificar los datos tomados por la
cámara. Además, los datos de imágenes en movimiento tomados por una
cámara ex116 se pueden transmitir a un servidor de flujo ex103 a
través del equipo ex111. La cámara ex116 es un dispositivo como, por
ejemplo, una cámara digital capaz de tomar imágenes fijas y en
movimiento. En este caso, la cámara ex116 o el equipo ex111 pueden
descodificar los datos de imágenes en movimiento. Un LSI ex117
incluido en el equipo ex111 o la cámara ex116 realizan el
procesamiento de codificación. Hay que tener en cuenta que el
software para codificar y descodificar imágenes puede estar
integrado en cualquier tipo de soporte de almacenamiento (por
ejemplo, un CD-ROM, un disco flexible y un disco
duro) que es un soporte de grabación que puede leer el equipo ex111
o dispositivo similar. Asimismo, el teléfono móvil equipado con la
cámara ex115 puede transmitir los datos de imágenes en movimiento.
Estos datos de imágenes en movimiento son los datos codificados por
el LSI que se incluye en el teléfono móvil ex115.
La Figura 22 es un diagrama que muestra un
ejemplo del teléfono móvil ex115. El teléfono móvil ex115 tiene una
antena ex201 para enviar y recibir ondas de radio entre la estación
base ex110, una unidad de cámara ex203 como, por ejemplo, una cámara
CCD capaz de captar vídeo e imágenes fijas, una unidad de
visualización ex202 como, por ejemplo, una pantalla de cristal
líquido para ver los datos obtenidos al descodificar el vídeo
grabado por la unidad de cámara ex203, el vídeo recibido por la
antena ex201 o elementos similares, un cuerpo principal ex204 que
incluye un conjunto de teclas de funcionamiento, una unidad de
salida de voz ex208 como un altavoz para la salida de voz, una
unidad de entrada de voz ex205 como un micrófono para la entrada de
voz, un soporte de almacenamiento ex207 para almacenar datos
codificados y descodificados como los datos de imágenes fijas o en
movimiento tomadas por la cámara o imágenes fijas o en movimiento de
los mensajes de correo electrónico recibidos, y una unidad de ranura
ex206 para conectar el soporte de almacenamiento ex207 al teléfono
móvil ex115. El soporte de almacenamiento ex207 incluye un elemento
de memoria flash, un tipo de EEPROM (memoria de sólo lectura
programable y eliminable por electricidad) que es una memoria no
volátil reescribible y que se puede borrar eléctricamente, en una
carcasa de plástico como una tarjeta SD.
En este sistema de suministro de contenido
ex100, el contenido (por ejemplo, un vídeo de música en directo)
tomado por los usuarios utilizando la cámara ex113, la cámara ex116
o similar se codifican de la misma manera que en las realizaciones
anteriores y se transmiten al servidor de flujo ex103, mientras que
el servidor de flujo ex103 realiza la distribución del flujo de los
datos del contenido a los clientes bajo solicitud. Los clientes
incluyen el equipo ex111, la PDA ex112, la cámara ex113, el teléfono
móvil ex114, etc., que son capaces de descodificar los datos
codificados anteriormente mencionados. El sistema de suministro de
contenido ex100 es un sistema en el que los clientes pueden recibir
y reproducir de esta manera los datos codificados y, además, pueden
recibir, descodificar y reproducir los datos en tiempo real para
realizar su retransmisión personal.
Asimismo, el teléfono móvil ex115 se explicará
en referencia a la Figura 23. En el teléfono móvil ex115, hay
conectados una unidad de control principal ex311 para el control
general de cada unidad de la unidad de visualización ex202 y el
cuerpo principal ex204 a una unidad del circuito de alimentación
ex310, una unidad de control de entrada de operaciones ex304, una
unidad de codificación de imágenes ex312, una unidad de interfaz de
cámara ex303, una unidad de control LCD (pantalla de cristal
líquido) ex302, una unidad de descodificación de imágenes ex309, una
unidad de multiplexación/desmultiplexación ex308, una unidad de
grabación/reproducción ex307, una unidad de circuito de módem ex306
y una unidad de procesamiento de voz ex305 conectados entre sí a
través de un bus síncrono ex313. Cuando se pulsa una tecla en un
extremo de la llamada o se enciende una llave por medio de la
operación de un usuario, la unidad del circuito de alimentación
ex310 suministra a las unidades respectivas energía desde un
conjunto de baterías para activar el teléfono móvil equipado con
cámara digital ex115 al estado de preparación. En el teléfono móvil
ex115, bajo el control de la unidad de control principal ex311, que
incluye una CPU, ROM y RAM, la unidad de procesamiento de voz ex305
convierte las señales de voz recibidas por la unidad de entrada de
voz ex205 en modo de conversación en datos de voz digitales, la
unidad del circuito de módem ex306 realiza el procesamiento de
espectro ensanchado de los datos de voz digitales, y la unidad del
circuito de envío/recepción ex301 realiza la conversión
digital-analógica y la transformación de frecuencia
de los datos para poder transmitirlos a través de la antena ex201.
Además, en el teléfono móvil ex115, los datos recibidos por la
antena ex201 en modo de conversación se amplifican y se realiza la
transformación de frecuencia y la conversión
analógica-digital, la unidad del circuito de módem
ex306 realiza el procesamiento de espectro ensanchado inverso de
los datos, y la unidad de procesamiento de voz ex305 los convierte
en datos de voz analógicos, de manera que el resultado se envía a
través de la unidad de salida de voz ex208. Asimismo, cuando se
transmite un mensaje de correo electrónico en el modo de
comunicación de datos, los datos de texto del correo electrónico
introducidos utilizando las teclas de funcionamiento en el cuerpo
principal ex204 se envían a la unidad de control principal ex311 a
través de la unidad de control de entrada de operaciones ex304. En
la unidad de control principal ex311, después de que la unidad de
circuito de módem ex306 realice el procesamiento de espectro
ensanchado de los datos de texto y la unidad del circuito de
envío/recepción realice la conversión
digital-analógica y la transformación de frecuencia
de dichos datos, el resultado se transmite a la estación base ex110
a través de la antena ex201.
Cuando se transmiten datos de imágenes en el
modo de comunicación de datos, los datos de imágenes tomados por la
unidad de cámara ex203 se proporcionan a la unidad de codificación
de imágenes ex312 a través de la unidad de interfaz de cámara ex303.
Cuando los datos de imágenes no se transmiten, los datos de imágenes
tomadas por medio de la unidad de cámara ex203 también se muestran
directamente en la unidad de visualización 202 a través de la unidad
de la interfaz de cámara ex303 y la unidad de control LCD ex302.
La unidad de codificación de imágenes ex312
comprime y codifica los datos de imágenes proporcionados desde la
unidad de cámara ex203 por medio del procedimiento de codificación
tal y como se muestra en las realizaciones anteriormente mencionadas
con el fin de transformarlos en datos de imágenes codificadas, y los
envía a una unidad de multiplexación/desmultiplexación ex308. En
este momento, el teléfono móvil ex115 envía las voces recibidas por
medio de la unidad de entrada de voz ex205 durante la toma de
imágenes por medio de la unidad de cámara ex203 a la unidad de
multiplexación/desmultiplexación ex308 como datos de voz digitales a
través de la unidad de procesamiento de voz ex305.
La unidad de multiplexación/desmultiplexación
ex308 multiplexa los datos de imágenes codificadas proporcionados
desde la unidad de codificación de imágenes ex312 y los datos de voz
proporcionados por la unidad de procesamiento de voz ex305 por medio
de un procedimiento predeterminado, la unidad de circuito de módem
ex306 realiza el procesamiento de espectro ensanchado de los datos
multiplexados resultantes, y la unidad del circuito de
envío/recepción ex301 realiza la conversión
digital-analógica y la transformación de frecuencia
del resultado para la transmisión a través de la antena ex201.
En cuanto a la recepción de los datos de un
archivo de imágenes en movimiento que está enlazado a un sitio web o
similar en el modo de comunicación de datos, la unidad de circuito
de módem ex306 realiza el procesamiento de espectro ensanchado
inverso de los datos recibidos desde la estación base ex110 a través
de la antena ex201, y envía los datos multiplexados resultantes a la
unidad de multiplexación/desmultiplexación ex308.
Con el fin de descodificar los datos
multiplexados recibidos a través de la antena ex201, la unidad de
multiplexación/desmultiplexación ex308 desmultiplexa los datos
multiplexados en datos de imágenes codificadas y datos de voz, y
proporciona los datos de imágenes codificadas a la unidad de
descodificación de imágenes ex309 y los datos de voz a la unidad de
procesamiento de voz respectivamente a través del bus síncrono
ex313.
A continuación, la unidad de descodificación de
imágenes ex309 descodifica los datos de imágenes codificadas por
medio del procedimiento de descodificación emparejado con el
procedimiento de codificación que se muestra en las realizaciones
anteriormente mencionadas con el fin de generar datos de imágenes en
movimiento reproducidas, y proporciona estos datos a la unidad de
visualización ex202 a través de la unidad de control LCD ex302, y de
esta manera, se visualizan los datos de imágenes en movimiento
incluidos en el archivo de imágenes en movimiento enlazado a un
sitio Web, por ejemplo. Al mismo tiempo, la unidad de procesamiento
de voz ex305 convierte los datos de voz en datos de voz analógicos
y proporciona estos datos a la unidad de salida de voz ex208 y, de
esta manera, se reproducen los datos de voz incluidos en un archivo
de imágenes en movimiento enlazado a un sitio Web, por ejemplo.
La presente invención no está limitada al
sistema anteriormente mencionado. Últimamente se conocen noticias
sobre sistemas de difusión digital por satélite o terrestre y, al
menos el procedimiento de codificación de imágenes o el
procedimiento de descodificación de imágenes de las realizaciones
anteriormente mencionadas se pueden incorporar a dicho sistema de
difusión digital, tal y como se muestra en la Figura 24. Más
específicamente, se transmite un flujo de bits codificado de
información de vídeo desde una estación de difusión ex409 a (o se
comunica con) un satélite de difusión ex410 por medio de ondas de
radio. Tras su recepción, el satélite de difusión ex410 transmite
ondas de radio para la difusión, una antera doméstica ex406 con una
función de recepción de difusiones por satélite recibe las ondas de
radio, y un aparato como un televisor (receptor) ex401 o un aparato
que integra codificador y descodificador (STB) ex407 descodifica el
flujo de bits codificado para la reproducción. El aparato de
descodificación de imágenes que se muestra en las realizaciones
anteriormente mencionadas se puede implementar en el aparato de
reproducción ex403 para leer un flujo de bits codificado grabado en
un medio de almacenamiento ex402 que es un medio de grabación como,
por ejemplo, un CD o DVD, y lo descodifica. En este caso, las
señales de vídeo reproducidas se muestran en un monitor ex404.
También está concebido para implementar el aparato de
descodificación de imágenes del aparato que integra codificador y
descodificador ex407 conectado a un cable ex405 para una televisión
por cable o la antena ex406 para la difusión por tierra y/o por
satélite de manera que se reproducen en un monitor ex408 del
televisor ex401. El aparato de descodificación de imágenes se puede
incorporar en el televisor, pero no en el aparato que integra
codificador y descodificador. O bien, un coche ex412 que tenga una
antena ex411, puede recibir señales desde el satélite ex410, la
estación base ex107 o similar para reproducir imágenes en movimiento
en un aparato de visualización como un dispositivo de navegación de
automóvil ex413 o un dispositivo similar en el coche ex412.
Asimismo, el aparato de codificación de imágenes
que se muestra en las realizaciones anteriores puede codificar
señales de imágenes para grabar en un medio de grabación. Como
ejemplo concreto, hay un grabador ex420, como un grabador de DVD,
para grabar señales de imágenes en un disco DVD ex421 y un grabador
de discos para grabarlos en un disco duro. También se pueden grabar
en una tarjeta SD ex422. Si el grabador ex420 incluye el aparato de
descodificación de imágenes, tal y como se muestra en las
realizaciones mencionadas anteriormente, las señales de imágenes
grabadas en el disco DVD ex421 o en la tarjeta SD ex422 se pueden
reproducir para verlas en el monitor ex408.
Hay que tener en cuenta que, aunque la
estructura del dispositivo de navegación de automóvil ex413 sea la
misma que la del teléfono móvil ex115 que se muestra en la Figura
23, por ejemplo, se puede concebir la estructura sin la unidad
cámara ex203, la unidad de interfaz de cámara ex303 y la unidad de
codificación de imágenes ex312, fuera de las unidades, tal y como se
muestra en la Figura 23. Lo mismo se aplica al ordenador ex111, el
televisor (receptor) ex401 y otros.
Además, se pueden concebir tres tipos de
implementaciones para un terminal como el del teléfono móvil ex114
mencionado anteriormente; un terminal de envío/recepción equipado
con un codificador y un descodificador, un terminal de envío
equipado sólo con un codificador y un terminal de recepción equipado
sólo con un descodificador.
Tal y como se ha descrito anteriormente, es
posible realizar cualquier tipo de aparato y sistema tal y como se
muestra en la presente realización implementando el procedimiento de
codificación y descodificación tal y como se muestra en la presente
descripción.
El aparato de codificación de imágenes de
acuerdo con la presente invención es útil como aparato de
codificación de imágenes que está incluido en un ordenador personal,
una PDA y un teléfono móvil con una función de comunicación.
Además, el aparato de descodificación de
imágenes de acuerdo con la presente invención es útil como aparato
de descodificación de imágenes que está incluido en un ordenador
personal, una PDA y un teléfono móvil con una función de
comunicación.
Claims (7)
1. Un procedimiento para descodificar datos
codificados, comprendiendo dicho procedimiento:
descodificación de datos codificados
(Bitstream4) para obtener una imagen descodificada (Recon)
utilizando o sin utilizar una imagen predictiva (Pred), en la que la
imagen predictiva (Pred) se genera haciendo referencia a una imagen
de referencia (Ref); caracterizado por
filtrado de la imagen descodificada (Recon),
dependiendo de la información (FilterType5) que indica si la
descodificación de los datos codificados (Bitstream4) se realizó
usando la imagen predictiva (Pred) o sin usar la imagen predictiva
(Pred); y
almacenamiento de la imagen descodificada
(FilteredImg5) que se filtra para uso como una imagen de referencia
(Ref) para descodificar unos datos codificados (Bitstream4)
siguientes.
2. El procedimiento de descodificación de
acuerdo con la Reivindicación 1,
en el que la información (FilterType5) que
indica si la descodificación de los datos codificados se realizó con
o sin usar la imagen predictiva (Pred) comprende al menos uno de un
tipo de codificación de trozo que indica si la codificación con o
sin la imagen predictiva (Pred) se realiza por trozo, y un tipo de
codificación de imágenes que indica si la codificación con o sin la
imagen predictiva (Pred) se realiza por imagen.
3. El procedimiento de descodificación de
acuerdo con la Reivindicación 1,
en el que la información (FilterType5) que
indica si la descodificación de los datos codificados se realizó con
o sin usar la imagen predictiva (Pred) comprende al menos uno de un
tipo de codificación de macro bloque que indica si la codificación
con o sin la imagen predictiva (Pred) se realiza por macro bloque, y
un tipo de codificación de bloque que indica si la codificación con
o sin la imagen predictiva (Pred) se realiza por bloque.
4. El procedimiento de descodificación de
acuerdo con la Reivindicación 1,
en el que la descodificación de los datos
codificados usando la imagen predictiva (Pred) incluye al menos uno
de descodificación predictiva y descodificación bipredictiva, y
en el que la información que indica si la
descodificación de los datos codificados se realizó con o sin usar
la imagen predictiva (Pred) comprende información que indica al
menos uno de lo siguiente: la descodificación se realizó sin usar la
imagen predictiva, la descodificación predictiva se realizó usando
la imagen predictiva (Pred), y la descodificación bipredictiva se
realizó usando la imagen predictiva (Pred).
5. El procedimiento de descodificación de
acuerdo con la Reivindicación 1,
en el que la información que indica si la
descodificación de los datos codificados se realizó con o sin usar
la imagen predictiva se extrae de una cabecera del trozo (902),
y
en el que la imagen descodificada (Recon) es
filtrada por trozo, dependiendo de la información extraída
(FilterType5).
6. El procedimiento de descodificación de
acuerdo con la Reivindicación 1,
en el que la información que indica si la
descodificación de los datos codificados se realizó con o sin usar
la imagen predictiva (Pred) se extrae de una cabecera de imagen,
y
en el que la imagen descodificada (Recon) es
filtrada por imagen, dependiendo de la información extraída
(FilterType5).
7. El procedimiento de descodificación de
acuerdo con la Reivindicación 1,
en el que un nivel de suavizado del filtrado
realizado cuando la imagen descodificada se obtiene descodificando
los datos codificados sin usar la imagen predictiva (Pred) es más
alto que un nivel de suavizado del filtrado realizado cuando la
imagen descodificada (Recon) se obtiene descodificando los datos
codificados usando la imagen predictiva (Pred).
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