ES2277350T3 - Sistema de codificacion y decodificacion de imagenes en movimiento que contienen objetos de formas arbitrarias. - Google Patents
Sistema de codificacion y decodificacion de imagenes en movimiento que contienen objetos de formas arbitrarias. Download PDFInfo
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Abstract
UN APARATO DE CODIFICACION DE IMAGENES EN MOVIMIENTO PARA UNA IMAGEN ACTUAL QUE CONTIENE UN OBJETO Y QUE UTILIZA UNA REPRESENTACION RETICULAR PARA CODIFICAR UNA IMAGEN EN MOVIMIENTO. EL CODIFICADOR INCLUYE UN EXTRACTOR DE OBJETOS (10) QUE EXTRAE EL OBJETO CONTENIDO EN LA IMAGEN ACTUAL RECIBIDA Y PROPORCIONA DATOS DEL CONTORNO DEL OBJETO EXTRAIDO. UN CODIFICADOR PREDICTIVO (12 DATOS DE LA IMAGEN ACTUAL, DATOS DE UNA IMAGEN DE REFERENCIA PREVIAMENTE ALMACENADOS, Y PUNTOS DE CONTROL DE RETICULAS QUE DIVIDEN A LA IMAGEN ACTUAL Y A LA DE REFERENCIA, Y GENERAN INFORMACION DEL MOVIMIENTO RELATIVA A LOS PUNTOS DE CONTROL, DATOS DIFERENCIALES ENTRE AMBAS IMAGENES Y DATOS PREDICTIVOS DE LA IMAGEN. UN GENERADOR DE DIFERENCIAS DEL OBJETO (20, 22) SELECCIONA DATOS DIFERENCIALES EN UNA REGION DEL OBJETO DE ENTRE TODOS LOS DATOS DIFERENCIALES SUMINISTRADOS POR EL CODIFICADOR PREDICTIVO CON EL FIN DE CODIFICAR LOS DATOS DIFERENCIALES SELECCIONADOS EN BASE A LOS DATOS DE CONTORNO SUMINISTRADOS POR EL EXTRACTOR DE OBJETO, Y GENERA LOS DATOS DIFERENCIALES SELECCIONADOS Y LOS DATOS DIFERENCIALES CODIFICADOS. UN SUMADOR (24) RECIBE Y SUMA LOS DATOS DE IMAGEN PREDICTIVA SUMINISTRADOS POR EL CODIFICADOR PREDICTIVO Y LOS DATOS DIFERENCIALES SELECCIONADOS DEL GENERADOR DE DIFERENCIAS DEL OBJETO, Y ACTUALIZA LOS DATOS DE IMAGEN DE REFERENCIA PREALMACENADOS EN EL CODIFICADOR PREDICTIVO UTILIZANDO LOS DATOS DE IMAGEN OBTENIDOS COMO RESULTADO DE LA SUMA.
Description
Sistema de codificación y decodificación de
imágenes en movimiento que contienen objetos de formas
arbitrarias.
La presente invención se refiere a un sistema de
decodificación de una imagen en movimiento que contiene un objeto
arbitrario.
Recientemente, los estándares internacionales
para transmitir una imagen en movimiento a una tasa de bits muy
baja han progresado para aplicarse a un sistema de videoconferencia
o videoteléfono. Para transmitir una imagen en movimiento a una
tasa de bits muy baja, una técnica de codificación orientada al
objeto para dividir un objeto significativo en la imagen en
movimiento y transmitir el objeto dividido está ampliamente sometida
a estudio. La técnica de codificación orientada al objeto está
reconocida como una técnica esencial para transmitir una imagen en
movimiento a una tasa de bits muy baja. En la codificación de
imágenes en movimiento orientada al objeto se requiere una técnica
de predicción del movimiento para eliminar la correlación temporal
con respecto a un objeto y también se necesita una técnica de
predicción del movimiento más precisa para aumentar la eficiencia
de la codificación.
Hötter M: "Optimization and Efficiency of
an Object-Oriented
Analysis-Synthesis Coder" IEEE Transactions on
Circuits and Systems for video Technology, (Transacciones en
circuitos y sistemas para la tecnología de video) EE.UU. IEEE, Inc.
Nueva York, vol 4, nº 2, 1 de abril de 1994
(01-04-1994), páginas
181-194, describe un codificador de
síntesis-análisis orientado al objeto basándose en
un modelo fuente de objetos 2D flexibles en movimiento y codifica
objetos de forma arbitraria en lugar de bloques rectangulares. Los
objetos se describen mediante tres conjuntos de parámetros que
definen su movimiento, forma y color. Los conjuntos de parámetros de
cada objeto se obtienen mediante un análisis de imágenes y se
codifican mediante una codificación de parámetros que dependen del
objeto. Utilizando los conjuntos de parámetros codificados, una
imagen puede reconstruirse mediante la síntesis de imágenes basadas
en el modelo. Este documento forma la parte
pre-caracterizadora de las reivindicaciones
independientes.
Salembier P et al: "Very low bit rate
video coding using active triangular mesh", IEEE international
conference on acoustics, speech, and signal processing -
proceedings (ICASSP), ("Codificación de video a tasa de bits muy
baja utilizando malla triangular activa", Conferencia
internacional sobre procedimientos de procedimiento acústico, de
voz y de señales del IEEE) EE.UU. Nueva York, IEEE, vol. Conf. 21, 7
de mayo de 1996 (07-05-1996),
páginas 2060-2063, describe un esquema de
codificación de video para aplicaciones a tasa de bits muy baja que
se basa en mallas activas usadas para representar y codificar de
manera eficiente un cuadro de imagen completo. En particular se
describe un esquema de codificación de malla triangular activa.
Un objetivo de la presente invención es
proporcionar un aparato y método de decodificación para decodificar
datos que representan un objeto arbitrario en una imagen en
movimiento, en el que el objeto arbitrario extraído de una imagen
se representa como mallas y se utilizan puntos de control de las
mallas para la codificación de predicción del movimiento.
Según la presente invención se proporciona un
aparato y método tal como se expone en las reivindicaciones
adjuntas. Las características preferidas de la invención resultarán
evidentes a partir de las reivindicaciones dependientes, y la
descripción que sigue.
En un aspecto de la presente invención se
proporciona un aparato de decodificación de imágenes que comprende:
medios de entrada de información para recibir información de
contorno de un objeto y un vector de movimiento; medios de
restauración del contorno de objetos para restaurar un contorno del
objeto utilizando dicha información de contorno del objeto; y
medios de compensación del movimiento para realizar una
transformación espacial del objeto con respecto al vector de
movimiento, caracterizado porque; el vector de movimiento es un
vector de movimiento en un punto de nodo de una malla, el aparato
comprende adicionalmente medios de producción de mallas para
restaurar una estructura de malla para el objeto utilizando dicha
información de contorno de dicho objeto; y los medios de
compensación del movimiento realizan una transformación espacial
como una unidad de la malla utilizando dicho vector de movimiento
en el punto de nodo de la malla y la estructura de malla para el
objeto de referencia, para producir un objeto de predicción.
En otro aspecto de la presente invención se
proporciona un método de decodificación de datos codificados para
restaurar un objeto visual de los mismos, comprendiendo dicho
método: obtener una pluralidad de vectores de movimiento desde
dichos datos codificados; y realizar una transformación espacial
utilizando dicha pluralidad de vectores de movimiento para
restaurar dicho objeto visual, caracterizado porque; dichos datos
codificados se producen a partir de una representación de malla de
un objeto visual y que comprende datos de malla e información de
contorno, representando dicha pluralidad de vectores de movimiento
un movimiento relativo entre los respectivos de una pluralidad de
puntos de nodos de dicha representación de malla de dicho objeto
visual y posiciones espaciales correspondientes de un objeto de
referencia predeterminado; comprendiendo dicho método adicionalmente
la etapa de reproducir dicha representación de malla a partir de
los datos de malla y la información de contorno de los datos
codificados; y comprendiendo dicha etapa de realización la
realización de la transformación espacial de la representación de
malla reproducida utilizando dicha pluralidad de vectores de
movimiento para restaurar dicho objeto visual.
Para un mejor entendimiento de la invención, y
para mostrar cómo pueden llevarse a cabo las realizaciones de la
misma, ahora se hará referencia, a modo de ejemplo, a los dibujos
esquemáticos adjuntos en los que:
La figura 1 es un diagrama de bloques que
muestra un aparato de codificación de imágenes en movimiento como
antecedente a una realización preferida de la presente
invención;
La figura 2 es un diagrama de bloques detallado
del productor de mallas de la figura 1;
La figura 3 es un diagrama de bloques que
muestra un aparato de decodificación de imágenes en movimiento
preferido para decodificar datos codificados mediante el aparato de
la figura 1;
La figura 4 es un diagrama de bloques que
muestra un aparato de codificación de imágenes en movimiento como
antecedente a otra realización preferida de la presente invención;
y
La figura 5 es un diagrama de bloques que
muestra un aparato de decodificación de imágenes en movimiento
preferido para decodificar datos codificados mediante el aparato de
la figura 4.
Las realizaciones preferidas de la presente
invención se describirán detalladamente con referencia a los dibujos
acompañantes.
En la figura 1 que muestra un aparato de
codificación de imágenes en movimiento según una realización
preferida de la presente invención, un extractor 10 de objetos
recibe datos de imágenes digitales desde una fuente externa, y
extrae un objeto arbitrario a partir de una imagen actual
representada mediante los datos de imágenes recibidos. Entonces, el
extractor 10 de objetos genera datos de contorno de objetos que
representan información de contorno del objeto extraído. Los datos
de contorno de objetos se suministran a un codificador 20 de datos
diferenciales y un aparato de decodificación de la figura 3 que va
a describirse posteriormente. Los datos de contorno de objetos
contienen posiciones espaciales de píxeles que determinan un
contorno del objeto o posiciones espaciales de segmentos compuestos
de los píxeles. El extractor 10 de objetos emite los datos de
contorno de objetos y los datos de imágenes actuales recibidos a un
generador 12 de mallas. El generador 12 de mallas discrimina una
zona de objetos desde la imagen actual basándose en los datos de
contorno de objetos, y realiza un procesamiento de señales para la
representación de malla regular con respecto a la imagen en la zona
de objetos. La estructura y funcionamiento detallado del generador
12 de mallas se describirá con referencia a la figura 2.
Un formador 121 de bloques en el generador 12 de
mallas recibe los datos de imágenes actuales y los datos de
contorno de objetos emitidos desde el extractor 10 de objetos. El
formador 121 de bloques divide la imagen actual representada
mediante los datos de imágenes recibidos en bloques de imágenes,
presentando cada uno un tamaño predeterminado, y suministra datos
de bloques de imágenes que representan bloques de imágenes y los
datos de contorno de objetos a un selector 123 de bloques. El
selector 123 de bloques selecciona bloques de imágenes que
contienen los datos de imágenes en la región de objetos entre todos
los bloques de imágenes que constituyen la imagen actual basándose
en los datos de contorno del objeto. Los datos que representan los
bloques de imágenes seleccionados y los datos de contorno de objetos
se emiten a un compositor 125 de imágenes de objetos. En este caso,
no se seleccionan los bloques de imágenes que tienen solamente datos
de imágenes que no pertenecen a la zona de objetos. Por tanto, los
datos que representan los bloques de imágenes que no se seleccionan
no se suministran al compositor 125 de imágenes de objetos. El
compositor 125 de imágenes de objetos que recibe los datos de los
bloques de imágenes seleccionados funde los bloques de imágenes
seleccionados y suministra los datos que representan la imagen de
objetos generada del resultado de la fusión y los datos de contorno
de objetos a un compositor 127 de malla. El compositor 127 de malla
que recibe los datos de imágenes de objetos divide la imagen de
objetos en una malla rectangular regular o una malla triangular
regular.
En el caso en el que una imagen se divida
utilizando mallas rectangulares regulares, el compositor 127 de
malla divide la imagen de objetos en cuadrículas ("grids")
presentando cada una un tamaño predeterminado diferente de un
tamaño de bloque. En este caso, una cuadrícula tiene un tamaño menor
que el de un bloque. Entonces, el compositor 127 de malla determina
los vértices contenidos en la zona de objetos entre los vértices de
las cuadrículas obtenidas por la división como puntos de control, y
determina las cuadrículas que tienen los puntos de control como
mallas rectangulares regulares. El compositor 127 de malla emite
datos de malla rectangular que contienen los datos de imágenes que
comprenden los puntos de control de las mallas rectangulares
regulares en una parte 14 de compensación y cálculo del movimiento
de la figura 1. En este caso, los datos de imágenes que comprenden
cada punto de control incluyen la posición de un punto de control y
un valor gris en la posición del punto de control, y las posiciones
de los píxeles que tienen posiciones adyacentes al punto de control
y los valores grises. El compositor 127 de malla también emite los
datos de imágenes actuales a un calculador 18 de valores de
diferencia.
En el caso de que una imagen se divida
utilizando mallas triangulares regulares, el compositor 127 de malla
divide cada malla rectangular regular obtenida a través del proceso
anterior en dos mallas triangulares regulares basándose en la
similitud de los datos de imágenes en la malla. Para juzgar la
similitud de los datos de imágenes de cada malla rectangular
regular, el compositor 127 de malla compara un valor de diferencia
entre valores de píxeles correspondientes a dos puntos de control
que se sitúan en una dirección diagonal de 45º en la malla
rectangular regular, con un valor de diferencia entre valores de
píxeles correspondientes a dos puntos de control situados en una
dirección diagonal de –45º en los mismos en tamaño. El compositor
127 de malla divide la malla rectangular en la dirección diagonal
que corresponde al valor de diferencia menor. Como resultado, se
generan dos mallas triangulares regulares por cada malla
rectangular. El compositor 127 de malla emite los datos de malla
triangular que contienen los datos de imágenes que comprenden los
puntos de control de las mallas triangulares regulares a la parte
14 de compensación y cálculo del movimiento. El compositor 127 de
malla emite también los datos de imágenes actuales a un calculador
18 de valores de diferencia.
La parte 14 de compensación y cálculo del
movimiento realiza un cálculo y compensación del movimiento
utilizando los datos de imágenes de referencia almacenados en la
memoria 16 y los datos de malla que comprenden la imagen de objetos
en la imagen actual recibida desde el formador 12 de mallas. La
parte 14 de compensación y cálculo del movimiento compara en primer
lugar la magnitud de los datos de imágenes implicados que comprenden
los puntos de control de cada malla con los datos de imágenes de
referencia almacenados en la memoria 16. Cada punto de control
corresponde a un único píxel en el caso ideal. Es decir, un punto de
control se expresa mediante una posición espacial de un píxel y un
valor gris. Sin embargo es realmente difícil averiguar exactamente
una posición que tiene datos de imágenes similares al punto de
control en la imagen de referencia mediante la comparación sólo de
píxel a píxel. Por tanto, los datos de imágenes que comprenden cada
punto de control son datos de imágenes que comprenden un píxel que
corresponde al punto de control y una pluralidad de píxeles
cercanos al píxel correspondiente al punto de control tal como se
describe en el compositor 127 de malla. La parte 14 de compensación
y cálculo del movimiento determina una posición en la imagen de
referencia que tiene los datos de imágenes que son más similares a
los datos de imágenes del punto de control basándose en el
resultado de la comparación de la magnitud de datos. Entonces, la
parte 14 de compensación y cálculo del movimiento determina un
vector de movimiento que representa el movimiento entre un punto de
control y una posición correspondiente en la imagen de referencia.
Si los vectores de movimiento se determinan con respecto a todos
los puntos de control, la parte 14 de compensación y cálculo del
movimiento realiza una transformación espacial tal como una
deformación de imágenes utilizando los vectores de movimiento
determinados, y genera una imagen de predicción con respecto a la
imagen actual. Los datos que representan la imagen de predicción se
emiten al calculador 18 de valores de diferencia y al sumador 24. La
información de movimiento que representa los vectores de movimiento
correspondientes a todos los puntos de control se suministran al
aparato de la figura 3. Dado que la transformación espacial
descrita anteriormente es muy conocida en el campo de un
procesamiento de imágenes digital se omitirá la descripción
detallada de la misma.
El calculador 18 de valores de diferencia
calcula los valores de diferencia entre los datos de imágenes
actuales recibidos desde el generador 12 de mallas y los datos de
imágenes de predicción emitidos desde la parte 14 de compensación y
cálculo del movimiento. El cálculo del valor de diferencia se
realiza entre los píxeles que tienen posiciones correspondientes
con respecto a la imagen actual y la imagen de predicción, y los
datos de valores de diferencia resultantes se emiten a un
codificador 20 de datos diferenciales. El codificador 20 de datos
diferenciales codifica los datos de valores de diferencia en la zona
de objetos determinada mediante los datos de contorno de objetos
del extractor 10 de objetos entre los datos de valores de diferencia
suministrados desde el calculador 18 de valores de diferencia. Si
los datos codificados por el codificador 20 de datos diferenciales
se definen como datos de valores de diferencia en la zona de
objetos, solamente se codifican los datos de valores de diferencia
que comprenden el objeto de la imagen actual. Por consiguiente, el
codificador 20 de datos diferenciales puede realizar una operación
de codificación más eficiente con respecto a la imagen actual. El
codificador 20 de datos diferenciales también codifica los datos de
contorno de objetos recibidos desde el extractor 10 de objetos.
Para codificar los datos de valores de diferencia y los datos de
contorno de objetos en la región de objetos, el codificador 20 de
datos diferenciales usa un método de codificación de transformada
ortogonal muy conocido que incluye una transformada de coseno
discreta (DCT) etc. Los datos de contorno de objetos codificados,
los datos de valores de diferencia codificados y la información de
movimiento se transmiten a un aparato de decodificación de la
figura 3 que va a describirse más tarde a través de un canal de
transmisión (no mostrado), o se graban en un medio de
almacenamiento usado en el aparato de decodificación de la figura
3.
Un decodificador 22 de datos diferenciales que
recibe los datos de valores de diferencia codificados del
codificador 20 de datos diferenciales restaura los datos de valores
de diferencia a través de un procedimiento inverso del
procesamiento de señales del codificador 20 de datos diferenciales.
El sumador 24 suma los datos de imágenes de predicción emitidos
desde la parte 14 de compensación y cálculo del movimiento y los
datos de valores de diferencia del decodificador 22 de datos
diferenciales, y emite el resultado sumado a la memoria 16. Los
datos emitidos desde el sumador 24 son datos de la imagen actual
desde la que se ha realizado la compensación y cálculo del
movimiento, y se almacenan en la memoria 16 que va a utilizarse como
datos de imágenes de referencia para la compensación del movimiento
y cálculo del movimiento con respecto a una imagen siguiente.
Un aparato de decodificación de imágenes en
movimiento mostrado en la figura 3 recibe los datos de valores de
diferencia codificados, los datos de contorno de objetos codificados
y la información de movimiento generada por el aparato de la figura
1. Un restaurador 30 de contorno de objetos decodifica los datos de
contorno de objetos codificados. Los datos de contorno de objetos
se emiten a un generador 34 de mallas. El generador 34 de mallas
que recibe los datos de contorno de objetos divide toda la imagen en
cuadrículas que presentan en cada caso un tamaño predeterminado,
determina vértices existentes en la zona de objetos determinada por
los datos de contorno de objetos como puntos de control entre los
vértices de las cuadrículas obtenidos por la división, y determina
las cuadrículas que tienen los puntos de control como mallas
rectangulares. En el caso en el que el generador 12 de mallas de la
figura 1 está diseñado para generar datos de malla que representan
las mallas rectangulares, el generador 34 de mallas también genera
datos de malla que representan mallas rectangulares. Mientras
tanto, en el caso de que el generador 12 de mallas de la figura 1
está diseñado para generar los datos de malla que comprenden las
mallas triangulares, el generador 34 de mallas genera datos de
mallas que comprenden las mallas triangulares, el generador 34 de
mallas suministra los datos de malla generados a un compensador 38
de movimiento y suministra los datos de contorno de objetos a
un
sumador 36.
sumador 36.
Mientras tanto, un decodificador 32 de datos
diferenciales decodifica los datos de valores de diferencia
codificados generados por el aparato de la figura 1. Los datos de
valores de diferencia se emiten al sumador 36. El compensador 38 de
movimiento recibe los datos de malla emitidos desde el generador 34
de mallas y la información de movimiento generado por el aparato de
la figura 1. El compensador 38 de movimiento genera datos de
imágenes de predicción utilizando puntos de control contenidos en
los datos de malla correspondientes a una imagen actual, vectores
de movimiento correspondientes a todos los puntos de control y
contenidos en la información de movimiento, y los datos de imágenes
de referencia almacenados en la memoria 40. Para generar los datos
de imágenes de predicción el compensador 38 de movimiento usa un
vector de movimiento correspondiente a cada punto de control para
averiguar una posición en la imagen de referencia que es más similar
al punto de control, y utiliza entonces una transformación espacial
tal como una deformación de imágenes para generar datos de imágenes
de predicción para una imagen actual. El compensador 38 de
movimiento emite los datos de imágenes de predicción generados a un
sumador 36.
El sumador 36 recibe los datos de imágenes de
predicción emitidos desde el compensador 38 de movimiento y los
datos de valores de diferencia emitidos desde el decodificador 32 de
datos diferenciales. El sumador 36 suma solamente datos de imágenes
de predicción en la región de objetos determinada por los datos de
contorno de objetos suministrados desde el generador 34 de mallas
entre todos los datos de imágenes de predicción a los datos de
valores de diferencia correspondientes a los mismos. Al hacer esto,
los datos de imágenes con respecto a un objeto en la imagen actual
pueden restaurarse. Los datos emitidos al sumador 36 se almacenan
en la memoria 40 que va a utilizarse como datos de imágenes de
referencia para la compensación del movimiento de una imagen
siguiente.
La figura 4 es un diagrama de bloques que
muestra un aparato de codificación de imágenes en movimiento según
otra realización preferida de la presente invención. Dado que los
bloques de la figura 4 que tienen los mismos números de referencia
que los bloques en la figura 1 realizan las mismas funciones que los
de los bloques correspondientes de la figura 1 se omitirá la
descripción detallada de los mismos. El aparato de la figura 1
utiliza las mallas obtenidas desde la imagen actual y los datos de
imágenes de referencia almacenados en la memoria 16 para generar
los datos de imágenes de predicción. Por el contrario, el aparato de
la figura 4 utiliza mallas obtenidas desde los datos de imagen de
referencia almacenados en una memoria 48 y datos de imágenes
actuales de entrada externa para generar datos de imágenes de
predicción.
Los datos de imágenes actuales externos se
introducen en el extractor 10 de objetos y una parte 44 de
compensación y cálculo del movimiento. El extractor 10 de objetos
genera datos de contorno de objetos usando los datos de imágenes
actuales. Los datos de contorno de objetos se emiten al codificador
20 de datos diferenciales. Un generador 42 de mallas lee los datos
de imágenes de referencia almacenados en la memoria 48 y divide toda
la referencia en mallas irregulares. Para una división de este
tipo, el generador 42 de mallas divide la imagen de referencia en
mallas rectangulares regulares y divide las mallas rectangulares
regulares de nuevo en mallas triangulares regulares. Dado que el
método para generar la malla rectangular regular y la malla
triangular regular es el mismo que un procesamiento de señales del
generador 12 de mallas de la figura 1 se omitirá la descripción
detallada del mismo.
Otra función del generador 42 de mallas genera
una malla irregular a partir de mallas rectangulares regulares o
mallas triangulares regulares. El procedimiento de generar la malla
irregular es el siguiente. El generador 42 de mallas elimina una
seleccionada de entre los puntos de control de las mallas
triangulares regulares, y realiza la triangulación con respecto a
la zona desde la que se elimina el punto de control. Las mallas
triangulares generadas mediante la triangulación tienen formas
triangulares irregulares. Una eliminación y triangulación del punto
de control de este tipo se repite hasta que el número de los puntos
de control restantes sea idéntico a un valor predeterminado. Para
eliminar un punto de control particular, un valor de diferencia
cuantificado entre la capacidad descriptiva de las imágenes
obtenidas cuando el punto de control se ha eliminado desde una
región de soporte del punto de control y ésa cuando no se ha
eliminado el antiguo. En este caso, la región de soporte es una
región rodeada por puntos de control cercanos hacia un punto de
control correspondiente y líneas que conectan los puntos de control
cercanos. Un punto de control que corresponde al valor de diferencia
más pequeño entre los valores de diferencia cuantificados de la
capacidad descriptiva de la imagen apenas contribuye a la capacidad
descriptiva de la imagen y por consiguiente se elimina. La técnica
de generación de mallas irregulares se da a conocer en un documento
titulado "Irregular Triangular Mesh Representation Based on
Adaptative Control Point Removal" publicado en el simposio de
SPIE de 1996 sobre comunicaciones visuales y procesamiento de
imágenes de Kang W. Chun, Byungwoo Jean y Jae M. Jo. El generador 42
de mallas emite información sobre las mallas triangulares
irregulares generadas finalmente, es decir, los datos de mallas
irregulares que representan los puntos de control restantes y las
mallas irregulares rodeadas por los puntos de control, a una parte
44 de compensación y cálculo del movimiento. El generador 42 de
mallas también emite los datos de imágenes de referencia leídos
desde la memoria 48 a un calculador 46 de valores de diferencia.
La parte 44 de compensación y cálculo del
movimiento recibe los datos de imágenes actuales suministrados de
manera externa y los datos de mallas irregulares del generador 42 de
mallas, y lee los datos de imágenes de referencia almacenados en la
memoria 48. La parte 44 de compensación y cálculo del movimiento
determina posiciones correspondientes en la imagen actual que tiene
los datos de imágenes que son más similares a los puntos de control
de las mallas irregulares. Después de que las posiciones
correspondientes están determinadas, la parte 44 de compensación y
cálculo del movimiento genera vectores de movimiento entre los
puntos de control y las posiciones correspondientes y usa la
transformación espacial para generar una imagen de predicción
utilizando la imagen actual. Los datos de imágenes de predicción se
suministran al calculador 46 de valores de diferencia y al sumador
24, y la información de movimiento que representa los vectores de
movimiento se transmite a través de un canal de transmisión o se
graban en un medio de almacenamiento que va a utilizarse para un
aparato de decodificación.
El calculador 46 de valores de diferencia genera
datos de valores de diferencia entre los datos de imágenes de
referencia recibidos desde el generador 42 de mallas y los datos de
imágenes de predicción desde la parte 44 de compensación y cálculo
del movimiento para suministrar los datos de valores de diferencia a
un codificador 20 de datos diferenciales. El codificador 20 de
datos diferenciales codifica los datos de contorno de objetos
emitidos desde el extractor 10 de objetos y los datos de valores de
diferencia emitidos desde el calculador 46 de valores de
diferencia. El codificador 20 de datos diferenciales procesa los
datos de entrada de la misma manera que los de los bloques
correspondientes de la figura 1. Por tanto, los datos codificados
emitidos desde el codificador 20 de datos diferenciales incluyen
datos obtenidos codificando los datos de valores de diferencia en
la zona de objetos y los datos de contorno de objetos codificados.
Los datos codificados se transmiten a un receptor a través de un
canal de transmisión (no mostrado), o se graban en un medio de
grabación (no mostrado). Los datos de valores de diferencia
codificados entre los datos codificados se transmiten al
decodificador 22 de datos diferenciales.
El decodificador 22 de datos diferenciales
decodifica los datos de valores de diferencia codificados en el
codificador 20 de datos diferenciales para suministrar los datos de
valores de diferencia decodificados al sumador 24. El sumador 24
suma los datos de imágenes de predicción suministrados desde la
parte 44 de compensación y cálculo del movimiento y los datos de
valores de diferencia del decodificador 22 de datos diferenciales y
los datos resultantes se almacenan en la memoria 48, para utilizarse
como datos de imágenes de referencia para el cálculo del movimiento
y compensación del movimiento para una imagen siguiente.
La figura 5 muestra un aparato de decodificación
de imágenes en movimiento que corresponden al aparato de la figura
4. Dado que los bloques que tienen los mismos números de referencia
que los bloques de la figura 3 entre los bloques mostrados en la
figura 5 tienen las mismas funciones que las de los bloques de la
figura 3 se omitirá la descripción detallada de los mismos. Los
datos de contorno de objetos codificados se introducen en un
restaurador 30 de contorno de objetos y la información de movimiento
se introduce en un compensador 52 de movimiento. Por tanto, los
datos de valores de diferencia codificados se suministran al
decodificador 32 de datos diferenciales. El decodificador 32 de
datos diferenciales decodifica los datos de valores de diferencia
codificados para emitir los datos de valores de diferencia
decodificados a un sumador 56. El restaurador 30 de contorno de
objetos decodifica los datos de contorno de objetos codificados para
emitir los datos de contorno de objetos decodificados a un
generador 51 de mallas. El generador 51 de mallas lee los datos de
imágenes de referencia almacenados en una memoria 54 y divide la
región de objetos en la imagen de referencia determinada por los
datos de contorno de objetos a través del mismo procesamiento de
señales que el del generador 42 de mallas de la figura 4 en mallas
irregulares. Los datos de malla emitidos desde el generador 51 de
mallas se suministran al compensador 52 de movimiento. El
compensador 52 de movimiento utiliza los datos de malla, la
información de movimiento y los datos de imágenes de referencia
almacenados en la memoria 54 para generar los datos de imágenes de
predicción. El sumador 56 suma los datos de imágenes de predicción y
los datos de valores de diferencia emitidos desde el decodificador
32 de datos diferenciales. La imagen actual resultante se almacena
en la memoria 54 que va a utilizarse como datos de imágenes de
referencia para la compensación del movimiento de una imagen
siguiente.
Tal como se describe anteriormente, el sistema
de codificación y decodificación según la presente invención
realiza un cálculo del movimiento y compensación del movimiento
basándose en una representación de mallas con respecto a un objeto
arbitrario contenido en una imagen. Como resultado, puede realizarse
una codificación más eficiente comparada con un caso en el que el
cálculo del movimiento y la compensación del movimiento se realizan
con respecto a toda la imagen. Por tanto, puede diseñarse un aparato
apropiado para las aplicaciones que requieren una tasa de bits muy
baja.
Aunque se han mostrado y descrito algunas
realizaciones preferidas, los expertos en la técnica apreciarán que
podrían realizarse diversos cambios y modificaciones sin desviarse
del alcance de la invención, tal como se define en las
reivindicaciones
adjuntas.
adjuntas.
Claims (3)
1. Aparato de decodificación de imágenes, que
comprende:
medios de entrada de información para recibir
información de contorno de un objeto y de vectores de
movimiento;
medios (30) de restauración de contorno de
objetos para restaurar un contorno del objeto utilizando dicha
información de contorno del objeto,
y
y
medios (52) de compensación del movimiento para
realizar una transformación espacial del objeto con respecto a los
vectores de movimiento;
caracterizado porque los vectores de
movimiento son vectores de movimiento de puntos de nodo de una
estructura de malla para el objeto;
el aparato comprende adicionalmente medios (51)
de producción de mallas para restaurar una estructura de mallas
para el objeto, utilizando dicha información de contorno de dicho
objeto; y los medios (52) de compensación del movimiento realizan
una transformación espacial de la malla utilizando dichos vectores
de movimiento en los puntos de nodo de la malla y la estructura de
malla para el objeto, para producir un objeto de predicción.
2. Método de decodificación de datos codificados
para restaurar un objeto visual del mismo, comprendiendo dicho
método:
obtener una pluralidad de vectores de movimiento
desde dichos datos codificados; y
realizar una transformación espacial utilizando
dicha pluralidad de vectores de movimiento para restaurar dicho
objeto visual;
caracterizado porque
dichos datos codificados se producen a partir de
una representación de malla de dicho objeto visual y comprenden
datos de malla e información de contorno;
dicha pluralidad de vectores de movimiento que
representan un movimiento relativo entre los respectivos de una
pluralidad de puntos de nodos de dicha representación de malla de
dicho objeto visual y posiciones espaciales correspondientes de
dichos datos de imágenes de referencia;
dicho método comprendiendo adicionalmente la
etapa de reproducir dicha representación de malla a partir de los
datos de malla y la información de contorno de los datos
codificados; y
dicha etapa de realización comprende la
realización de la transformación espacial de la representación de
malla reproducida utilizando dicha pluralidad de vectores de
movimiento para restaurar dicho objeto visual.
3. Método según la reivindicación 2, que
comprende adicionalmente:
actualizar dichos datos de imágenes de
referencia con dicho objeto visual restaurado.
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