ES2291563T3 - Metodo para sellar el tiempo de presentacion en pantalla y sincronizacion de planos de objetos de video multiples. - Google Patents
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Abstract
Un método para codificar una base de tiempos local de un plano de objetos de vídeo (VOP) que comprende: codificar la base de tiempos local del plano de objetos de vídeo (VOP) en dos partes, siendo la primera parte una base de tiempos de módulo que indica el tiempo en unidades de resolución de un segundo que ha transcurrido desde un tiempo de referencia marcado por la base de tiempos de módulo de un plano de objetos de vídeo anterior (VOP) que está situado antes del plano de objetos de vídeo (VOP) y siendo la segunda parte un incremento de la base de tiempo que representa el incremento de tiempo desde el tiempo de referencia marcado por la base de tiempos de módulo del plano de objetos de vídeo (VOP); e insertar la base de tiempo local codificada en un flujo de bits del plano de objetos de vídeo (VOP).
Description
Método para sellar el tiempo de presentación en
pantalla y sincronización de planos de objetos de vídeo
múltiples.
Esta invención es útil en la codificación de
materiales audiovisuales digitales donde hay una necesidad de
sincronizar más de un objeto audiovisual codificado
independientemente para su presentación. Es especialmente adecuada
cuando el muestreo temporal del material audiovisual no es el
mismo.
En las normas MPEG-1 y
MPEG-2 el vídeo de entrada consiste de tramas de
imagen muestreadas a intervalos de tiempo regulares. Esto
representa la resolución temporal más fina de la entrada. La Figura
1 muestra una secuencia de vídeo con tasas de trama fijas donde las
tramas de imagen se muestrean a intervalos regulares. En la
representación codificada de la secuencia de vídeo usando las
normas MPEG-1 y MPEG-2 el orden de
presentación en pantalla de las tramas descodificadas se indica por
la referencia temporal. Este parámetro aparece en la cabecera del
cuadro de la sintaxis del flujo de bits. El valor de este parámetro
se incrementa en uno por cada trama descodificada cuando se examina
en el orden de presentación en pantalla.
En la norma H.263 es posible saltar tramas y de
este modo descodificar una secuencia de vídeo de tasa de trama
variable. Sin embargo el muestreo de las tramas es aún fijo. De este
modo el método de referencia temporal usado en las normas
MPEG-1 y MPEG-2 es aún apropiado y
sólo necesita modificarse de modo que el incremento no es en pasos
de 1 sino en pasos de 1 más el número de cuadros no transmitidos a
la tasa de trama de entrada.
Actualmente el trabajo se hace en el área de la
codificación de vídeo como separar objetos en planos de objetos de
vídeo múltiples. Esto representa una nueva dimensión en la
descodificación y sincronización de los objetos de vídeo
respectivos. Se espera que estos planos de objetos de vídeo
diferentes puedan venir de varias fuentes y puedan tener tasas de
trama muy diferentes. Algunos de los objetos pueden presentarse y
tener casi una tasa de muestreo temporal continua. Estos planos de
objetos de vídeo se combinan en una imagen compuesta para su
presentación en pantalla. Por lo tanto se requiere alguna clase de
sincronización para la composición. Es posible que la tasa de
presentación en pantalla de las tramas sea diferente de cualquiera
de las tasas de trama de los planos de objetos de vídeo. La Figura
2 muestra un ejemplo de dos planos de objetos de vídeo que tienen
tasas de tramas diferentes y variables comparados entre sí. Incluso
si pudiese encontrarse una tasa de trama común entre los dos planos
de objetos de vídeo, no es automático que esa tasa de trama sea la
misma que la tasa de trama de salida del componedor.
De aquí en adelante nos referiremos al problema
en el domino del vídeo. Sin embargo pueden extenderse los mismos
principios de esta invención al dominio del audio así como a
combinaciones de los dos.
De lo anterior está claro que el estado actual
de la técnica no atiende la sincronización de los planos de objetos
de vídeo. El estado de la técnica no proporciona una referencia
temporal común cuando los diferentes planos de objetos de vídeo
tienen tasas de trama diferentes que no son múltiplos entre sí.
El primer problema es cómo proporcionar un
mecanismo de base de tiempo local común para cada plano de objetos
de vídeo. Esta base de tiempo tendrá que ser capaz de proporcionar
una granularidad temporal muy fina y al mismo tiempo ser capaz de
sobrellevar la posibilidad de intervalos muy largos entre dos casos
sucesivos de planos de objetos de vídeo.
El segundo problema es cómo proporcionar un
mecanismo para sincronizar planos de objetos de vídeo que tienen
diferentes tasas de trama.
Los problemas anteriores pueden resolverse
implementando una resolución temporal común para su uso por todas
las bases de tiempo locales. Para atender el amplio rango de la
granularidad temporal, la base de tiempo local se parte en dos
partes diferentes. La primera parte que contiene la resolución
temporal de granularidad fina que proporciona una base de tiempo
corta. La segunda parte contiene una resolución temporal de
granularidad gruesa que proporciona una base de tiempo larga. La
base de tiempo corta está incluida en cada uno de los planos de
objetos de vídeo para proporcionar una referencia temporal a los
ejemplos de objetos de vídeo. La base de tiempos corta se
sincroniza a continuación con la base de tiempo larga que es común a
todos los planos de objetos de vídeo. Se usa para sincronizar todos
los planos de objetos de vídeo diferentes a una base de tiempos
común por el reloj maestro.
En las reivindicaciones se muestran métodos de
acuerdo con la invención.
La presente invención se entenderá mejor a
partir de la descripción detallada dada más adelante y de los
diagramas adjuntos en los que:
La Figura 1 ilustra el muestreo temporal de la
técnica anterior en la que las tramas de la secuencia de vídeo se
muestrean a intervalos regulares.
La Figura 2 ilustra el concepto de los planos de
objetos de vídeo y la relación entre los mismos. El muestreo de
los planos de objetos de vídeo puede ser irregular y el periodo del
muestreo puede variar drásticamente.
La Figura 3A ilustra la invención actual donde
la referencia temporal de los objetos de vídeo se indica por la
base de tiempos de módulo y el incremento de tiempo de VOP. La
ilustración sólo usa VOP de los tipos I y P.
La Figura 3B ilustra la invención actual donde
la referencia temporal de los objetos de vídeo se indica por la
base de tiempos de módulo y el incremento de tiempo de VOP. La
ilustración usa VOP de los tipos I, P y B.
La Figura 4 ilustra un ejemplo de la ambigüedad
que puede presentarse cuando el orden de presentación y el orden de
codificación son diferentes como resultado de planos de los objetos
de vídeo tipo B.
La Figura 5 ilustra una solución a la ambigüedad
empleando bases de tiempo absolutas y relativas.
La Figura 6 ilustra la combinación de dos VOP y
su sincronización con la base de tiempo común empleando
desplazamientos de tiempo de VOP.
La Figura 7 ilustra el diagrama de flujo para la
codificación de la base de tiempo.
La Figura 8 ilustra el diagrama de flujo para la
multiplexación de más de un plano de objetos de vídeo.
La Figura 9 ilustra el diagrama de flujo para la
desmultiplexación de más de un plano de objetos de vídeo.
La Figura 10 ilustra el diagrama de flujo para
la recuperación del sello del tiempo de presentación.
La Figura 11 ilustra el diagrama de bloques para
las operaciones del codificador del flujo de bits para la
codificación de la base de tiempo.
La Figura 12 ilustra el diagrama de bloques para
las operaciones del descodificador del flujo de bits para la
descodificación de la base de tiempo.
La Figura 13 ilustra el diagrama de tiempos para
formar los datos del flujo de datos.
Esta invención actúa para proporcionar dos
formas de sincronización. La primera es una base de tiempos corta
adjunta al plano de objetos de vídeo. De aquí en adelante esta base
de tiempo se denominará como incremento de tiempo de VOP. El
incremento de tiempo de VOP es un mecanismo de temporización para
los planos de objetos de vídeo con respecto a la base de tiempo
larga que está adjunta a un grupo de planos de objetos de vídeo a
descodificar y componer juntos. La base de tiempo larga se denomina
como base de tiempos de módulo. El incremento de tiempo de VOP y la
base de tiempos de módulo se usarán conjuntamente a continuación
para determinar la base de tiempo actual a usar para la composición
de los planos de objetos de vídeo dentro de la secuencia compuesta
final para su presentación en pantalla.
Para facilitar la edición del flujo de bits y la
combinación de diferentes planos de objetos de vídeo procedentes de
fuentes diferentes dentro de un nuevo grupo de planos de objetos de
vídeo hay necesidad de una tercera componente para permitir una
cantidad fija de desplazamiento entre la base de tiempo local y el
plano de objetos de vídeo individual desde la base de tiempo común.
De aquí en adelante, este desplazamiento se denominará
desplazamiento de tiempo de VOP. Esto impide que los planos de
objetos de vídeo diferentes tengan que sincronizarse a una
granularidad equivalente al intervalo de la base de tiempos de
módulo. Esta componente se mantendrá constante para cada plano de
objeto de vídeo dentro del grupo de planos de objetos de vídeo que
se multiplexan juntos.
En primer lugar se describe la base de tiempos
de módulo.
La base de tiempos de módulo representa la
resolución gruesa de la base de tiempo local. No tiene un valor
como el incremento de tiempo de VOP. De hecho es más un mecanismo de
sincronización para sincronizar el incremento de tiempo de VOP a la
base de tiempo local del plano de objetos de vídeo. Se sitúa en el
flujo de bits codificado como marcadores para indicar que el
incremento de tiempo de VOP de los planos de objetos de vídeo que
siguen se reseteará y que la referencia a la base de tiempo local
se incrementará en una o más unidades del intervalo de la base de
tiempos de módulo. En las Figura 3A, 3B, 4, 5, y 6, se muestra la
base de tiempos de módulo como una serie de cero o más "1"
terminada por un "0" insertado dentro de la cabecera del flujo
de bits antes del incremento de tiempo de VOP. El número de
"1" insertados dentro del flujo de bits depende del número de
unidades de la base de tiempos de módulo que han transcurrido desde
el último código del plano de objetos de vídeo de tipo I o P. En el
codificador y descodificador el contador de la base de tiempos de
módulo se incrementa en uno por cada "1" encontrado. El
contador de la base de tiempos de módulo es finito en longitud y
por lo tanto en un sistema práctico la base de tiempos de módulo se
resetea a cero cuando se alcanza el valor máximo. En una secuencia
de tiempo típica los planos de objetos de vídeo forman un grupo de
VOP. Por lo tanto la base de tiempos de módulo usualmente se
resetea al comienzo de este grupo de VOP.
A continuación se describe el incremento de
tiempo de VOP.
El incremento de tiempo de VOP estará en
unidades que puedan soportar el muestreo temporal más corto de los
objetos de vídeo. Puede ser también la base de tiempo originaria
para el objeto que se presenta. Por lo tanto representa la
granularidad más fina de la resolución temporal que se requiere o
que puede mantenerse.
El incremento de tiempo de VOP puede entonces
indicarse por un número de longitud finita mayor o igual que la
proporción del intervalo de la base de tiempo global a la resolución
de la base de tiempo local. La Figura 3A muestra un ejemplo de
incremento de tiempo de VOP para planos de objetos de vídeo I y P y
la referencia a la base de tiempos de módulo. Se usa una base de
tiempo absoluta. El incremento de tiempo de VOP se resetea cada vez
que se encuentra la base de tiempos de módulo. La Figura 3B muestra
otro ejemplo que usa los planos de objetos de vídeo I, P y B. La
operación es la misma con la excepción de que la base de tiempos de
módulo se repite en los planos de objetos de vídeo tipo B. Si la
base de tiempos de módulo no se repite en el plano de objetos de
vídeo B entonces se presentan ambigüedades debido a la diferencia en
el orden de descodificación y presentación. Esto se describe con
detalle más adelante.
Como el incremento de tiempo de VOP corresponde
a la base de tiempo de presentación, se presentará un problema
potencial cuando el orden de codificación es diferente del orden de
presentación. Esto ocurre con los planos de objetos de vídeo tipo
B. De forma similar a los cuadros B de las normas
MPEG-1 y MPEG-2, los planos de
objetos de vídeo B se codifican después de sus planos de objetos de
vídeo I y P de referencia incluso aunque precedan a los objetos de
vídeo de referencia en el orden de presentación. Como el incremento
de tiempo de VOP es finito y esta relacionado con la base de
tiempos de módulo, el incremento de tiempo de VOP se resetea cuando
se encuentra la base de tiempos de módulo. Sin embargo, el orden de
codificación de los planos de objetos de vídeo B se ha retrasado.
La Figura 4 muestra la ambigüedad que puede presentarse. No es
posible determinar cuándo se reseteará el incremento de tiempo de
VOP. De hecho cuando una secuencia determinada de eventos
codificados como en la Figura 4A, no es posible conocer cuál de las
situaciones de temporización de las Figura 4B, 4C y 4D se está
intentando representar. Este problema sucede por el uso de una base
de tiempos de módulo compartida entre todos los diferentes tipos de
objetos de vídeo junto con la diferencia entre el orden de
codificación y el orden de presentación. No se puede hacer nada en
el orden de codificación ya que se requiere la información de
referencia por los planos de objetos de vídeo tipo B. Tampoco es
deseable tener una base de tiempos de módulo independiente para el
tipo diferente de predicción. Por lo tanto la solución es codificar
el incremento de tiempo de VOP de los planos de objeto de vídeo B
como un valor relativo a los planos de objetos de vídeo I o P
anteriores y que la base de tiempos de módulo se aplique sólo a los
planos de objetos de vídeo I y P y no a los planos de objetos de
vídeo B. Esta solución se representa en la Figura 5.
A continuación se describe el desplazamiento de
tiempo de VOP.
Junto a lo anterior se comparte la base de
tiempos de módulo entre todos los planos de objetos de vídeo. Esto
significa que la sincronización de los diferentes objetos de vídeo
tiene una granularidad equivalente al intervalo de la base de
tiempos de módulo. Esto es inaceptable especialmente en el caso en
el que los planos de objetos de vídeo procedentes de diferentes
grupos se combinan para formar un nuevo grupo de planos de objetos
de vídeo. La Figura 6 muestra un ejemplo de dos planos de objetos
de vídeo diferentes que estaban codificados con dos bases de tiempo
locales diferentes que están desplazadas entre sí. De este modo
cuando los planos de objetos de vídeo se multiplexan, la
sincronización de los planos de objetos de vídeo está también
desplazada. Se consigue una granularidad más fina permitiendo que
cada plano de objetos de vídeo individual tenga un desplazamiento
de tiempo de VOP. Esto significa que sólo se cambia este valor
cuando los planos de objetos de vídeo se manipulan y se
multiplexan. No hay necesidad de cambiar el incremento de tiempo de
VOP y aún es posible multiplexar los diferentes planos de objetos
de vídeo sin diferencias de temporización de granularidad gruesa. La
Figura 6 describe el uso de estos desplazamientos de la base de
tiempo.
La realización preferida de la invención actual
involucra un método de codificar la base de tiempo para cada flujo
de bits de planos de objetos de vídeo individuales, un método de
multiplexar planos de objetos de vídeo diferentes en una base de
tiempos común, un método de desmultiplexar el flujo de bits
multiplexado en los componentes y un método de recuperar la base de
tiempo a partir del flujo de bits de los componentes.
Se describe la codificación de la base de
tiempo.
En la Figura 7 se muestra el diagrama de flujo
de la realización de la codificación de la base de tiempo. En el
codificador en primer lugar se inicializa la base de tiempo local al
tiempo de arranque local en la etapa 1. El proceso se pasa a la
etapa 2 en la que el codificador determina el valor actual de la
base de tiempo local. En la etapa 3 la base de tiempo local
obtenida se compara con la base de tiempos de módulo codificada
anteriormente para ver si el intervalo ha excedido el intervalo de
la base de tiempos de módulo. Si se ha excedido el intervalo se
pasa el control a la etapa 4 donde se inserta el número requerido de
la base de tiempos de módulo en el flujo de bits. Si no se ha
excedido el intervalo entonces no es necesario un manejo especial.
El procesamiento continúa entonces en la etapa 5 donde se inserta el
incremento de tiempo de VOP en el flujo de bits. El objeto se
codifica a continuación en la etapa 6 y se inserta en el flujo de
bits. El codificador comprueba a continuación para determinar si
hay más objetos a codificar en la etapa 7. Si hay más objetos a
codificar el proceso se reanuda en la etapa 2 donde se obtiene la
base de tiempo local. Si no hay más objetos a codificar entonces el
proceso termina.
Se usa la siguiente fórmula para determinar los
incrementos de tiempo de VOP absolutos y relativos para los planos
de objetos de vídeo I/P y los planos de objetos de vídeo B,
respectivamente.
- t_{GTBn} = n x t_{GTBI} + t_{GTB0}{}\hskip0,5cm(n = 0, 1, 2, 3, ...)
- (1)
- t_{AVTI} = t_{TBI/P} - t_{GTBn}
- (2)
- t_{RVTI} = t_{ETB} - t_{ETBI/P}
- (3)
donde
t_{GTBn} es la base de tiempo del codificador
marcada por la enésima base de tiempos de módulo codificada,
t_{GTBI} es el intervalo de la base de tiempos
de módulo predeterminada,
t_{GTB0} es el tiempo de arranque de la base
de tiempo del codificador,
t_{AVTI} es el incremento absoluto de tiempo
de VOP para los planos de objetos de vídeo I o P,
t_{ETBI/P} es la base de tiempo del
codificador al comienzo de la codificación de los planos de objetos
de vídeo I o P,
t_{RVTI} es el incremento de tiempo de VOP
relativo para los planos de objetos de vídeo B, y
t_{ETBB} es la base de tiempo del codificador
al comienzo de la codificación del plano de objetos de vídeo B.
A continuación se describe la multiplexación de
más de un plano de objetos de vídeo.
Cuando se multiplexan juntos más de un plano de
objetos de vídeo, el multiplexor examina los múltiples flujos de
bits de planos de objetos de vídeo para determinar el orden de
multiplexación así como la sincronización. Las operaciones
involucradas se representan en la Figura 8. Los desplazamientos de
tiempo de VOP para cada uno de los planos de objetos de vídeo a
multiplexar se insertan en el flujo de bits en la etapa 11. Todos
los flujos de bits de los planos de objetos de vídeo a multiplexar
se examinan en la etapa 12 para determinar si todos los planos
están en sus bases de tiempos de módulo respectivas. Si lo están
entonces el procesamiento pasa a la etapa 13 donde se inserta una
base de tiempos de módulo común en el flujo de bits multiplexado.
El procesamiento procede a continuación a la etapa 14 donde se
inserta el siguiente objeto de vídeo codificado en el flujo de bits
multiplexado. En la etapa 15 se examinan de nuevo los flujos de bits
de los planos de objetos de vídeo a multiplexar para ver si hay más
objetos de vídeo a multiplexar. Si los hay, entonces el control
pasa de nuevo a la etapa 12. En caso contrario el proceso
termina.
Se describe la desmultiplexación del flujo de
bits que contiene más de un plano de objetos de vídeo.
La desmultiplexación de un flujo de bits que
contiene múltiples planos de objetos de vídeo se representa en la
Figura 9. El proceso comienza en la etapa 21 donde se descodifican
las desviaciones de tiempo de VOP y se pasan a los descodificadores
para sincronización. A continuación en la etapa 22 se examina el
flujo de bits multiplexado para ver si se encuentra la base de
tiempos de módulo. Si se encuentra la base de tiempos de módulo
entonces el proceso pasa a la etapa 23 donde la base de tiempos de
módulo se inserta en todos los flujos de bits de objetos de vídeo.
El procesamiento continúa a continuación con la etapa 24 donde se
examina el siguiente objeto de vídeo y se inserta dentro del flujo
de bits de objetos de vídeo apropiado. Finalmente, se examina de
nuevo el flujo de bits multiplexado para ver si hay cualquier otro
objeto de vídeo a desmultiplexar. Si lo hay, entonces el proceso
pasa de nuevo a la etapa 22. De lo contrario el proceso termina.
Se describe la recuperación de la base de
tiempo.
La realización de la recuperación de la base de
tiempo se muestra en la Figura 10. En la recuperación de base de
tiempo local, el proceso comienza en la etapa 31 donde se inicializa
la base de tiempo local teniendo en cuenta el desplazamiento de
tiempo de VOP descodificado por el desmultiplexor. A continuación el
proceso pasa a la etapa 32 que comprueba el flujo de bits para
determinar si la base de tiempos de módulo esta descodificada. Si
la base de tiempos de módulo está descodificada entonces el proceso
pasa a la etapa 33 donde la base de tiempo local se incrementa en
el incremento de la base de tiempos de módulo. El proceso pasa a
continuación a la etapa 37. Si la base de tiempos de módulo no está
descodificada entonces el proceso pasa a la etapa 34 donde se
examina el objeto de vídeo para determinar si es un objeto de vídeo
B o no. Si lo es entonces el proceso pasa a la etapa 35 donde se
calcula la base de tiempo de descodificación del objeto de vídeo B
en base a la ecuación (6). El proceso pasa a continuación a la
etapa 37. Si el resultado de la etapa 34 no es un objeto de vídeo B
entonces el proceso pasa a la etapa 36 donde la base de tiempo de
descodificación se calcula en base a la ecuación (5). El proceso
procede a continuación a la etapa 37. En la etapa 37, se examina el
flujo de bits para ver si hay más objetos de vídeo a descodificar.
Si los hay entonces el proceso pasa de nuevo a la etapa 32. De lo
contrario el procesamiento termina.
Se usa la siguiente fórmula para determinar el
sello temporal de presentación de los objetos de vídeo:
- t_{GTBn} = n x t_{GTBI} + t_{GTB0}{}\hskip0,5cm(n = 0, 1, 2, 3, ...)
- (4)
- t_{DTBI/P} = t_{AVTI} + t_{GTBn}
- (5)
- t_{DTBB} = t_{RVTI} + t_{DTBI/P}
- (6)
donde
t_{GTBn} es la base de tiempo de
descodificación marcada por la enésima base de tiempos de módulo
descodificada,
t_{GTBI} es el intervalo de la base de tiempos
de módulo predeterminada,
t_{GTB0} es el tiempo de comienzo de la base
de tiempo de descodificación,
t_{DTBI/P} es la base de tiempo de
descodificación al comienzo de la descodificación de los planos de
objetos de
vídeo I o P,
vídeo I o P,
t_{AVTI} es el incremento absoluto de tiempo
de VOP descodificado para los planos de objetos de vídeo I o P,
t_{DTBB} es la base de tiempo de
descodificación al comienzo de la descodificación del plano de
objetos de vídeo B, y
t_{RVTI} es el incremento de tiempo de VOP
relativo descodificado para los planos de objetos de vídeo B.
\vskip1.000000\baselineskip
Se describe la implementación del Codificador
del Flujo de bits.
La Figura 11 muestra el diagrama de bloque para
una implementación de un codificador del flujo de bits para
codificar la base de tiempos de módulo y el incremento de tiempo de
VOP. Para el propósito de esta ilustración se usa el ejemplo de la
Figura 3B. Como se usa la predicción bi-direccional,
el orden de codificación es diferente del orden de presentación
mostrado en la Figura 3B. El orden de codificación comienza con el
I-VOP seguido por el P-VOP antes del
B-VOP. Esto se ilustra en los tres párrafos
siguientes.
El proceso comienza en el iniciador, etapa 41,
donde el codificador del flujo de bits comienza inicializando el
registro de la base de tiempo local al valor inicial del código de
tiempo. El mismo valor del código de tiempo se codifica en el flujo
de bits. Al comienzo de la codificación del siguiente
I-VOP el comparador de códigos de tiempo compara,
etapa 42, el tiempo de presentación del I-VOP frente
al registro de la base de tiempo local. El resultado se pasa al
codificador de la base de tiempos de módulo, etapa 43. El
codificador de la base de tiempos de módulo insertará en el flujo
de bits el número requerido de "1" equivalente al número del
incremento de la base de tiempos de módulo que ha transcurrido.
Estos "1" se siguen a continuación por el símbolo "0"
para señalizar el final del código de la base de tiempos de módulo.
El registro de la base de tiempo local se actualiza con la base de
tiempos de módulo actual. El procesamiento procede a continuación
con el codificador del incremento de la base de tiempo de VOP, etapa
44, donde se codifica el resto del código de tiempo de presentación
del I-VOP.
El proceso se repite a continuación con el
siguiente plano de objetos de vídeo codificado que es el
P-VOP. El comparador de códigos de tiempo, etapa
42, compara el tiempo de presentación del P-VOP
frente al registro de la base de tiempo local. El resultado se pasa
al codificador de la base de tiempos de módulo, etapa 43. El
codificador de la base de tiempos de módulo insertará el número de
"1" requerido equivalente al número del incremento de la base
de tiempos de módulo que ha transcurrido. Estos "1" se siguen a
continuación por el símbolo "0" para señalizar el final del
código de la base de tiempos de módulo. El registro de la base de
tiempo de B-VOP se fija al valor del registro de la
base de tiempo local y el registro de la base de tiempo local se
actualiza con la base de tiempos de módulo actual. El procesamiento
procede a continuación al codificador del incremento de la base de
tiempo de VOP, etapa 44, donde se codifica el resto del código del
tiempo de presentación del P-VOP.
El proceso se repite a continuación con el
siguiente plano de objetos de vídeo codificado que es el
B-VOP. El comparador del código de tiempo, etapa
42, compara el tiempo de presentación del B-VOP
frente al registro de la base de tiempo de B-VOP.
El resultado se pasa al codificador de la base de tiempos de módulo,
etapa 43. El codificador de la base de tiempos de módulo insertará
el número de "1" equivalente al número del incremento de la
base de tiempos de módulo que ha transcurrido. Estos "1" se
siguen a continuación por el símbolo "0" para señalizar el
final del código de la base de tiempos de módulo. Tanto el registro
de la base de tiempo de B-VOP como el registro de
la base de tiempo local no se cambian después del procesamiento del
B-VOP. El procesamiento procede a continuación al
codificador del incremento de la base de tiempo de VOP, etapa 44,
donde se codifica el resto del código de tiempo de presentación del
P-VOP.
El registro de la base de tiempo local se
resetea en el siguiente I-VOP que marca el comienzo
del siguiente grupo de VOP.
Se describe la implementación del Decodificador
del Flujo de bits.
La Figura 12 ilustra el diagrama de bloques para
la implementación del descodificador para la base de tiempos de
módulo y el incremento de tiempo de VOP para recuperar el sello del
tiempo de presentación. Como en la implementación del codificador
se usa el ejemplo de la Figura 3B. El orden de descodificación es el
mismo que el orden de codificación donde se descodifica el
I-VOP seguido por el P-VOP antes del
B-VOP. Esto se explica en los párrafos
siguientes.
El procesamiento comienza en el iniciador, etapa
51, donde el registro de la base de tiempo local se fija al valor
del código de tiempo descodificado del flujo de bits. El
procesamiento procede a continuación al descodificador de la base
de tiempos de módulo, etapa 52, donde se descodifica el incremento
de la base de tiempos de módulo. El número total del incremento de
la base de tiempos de módulo descodificado está dado por el número
de "1" descodificados antes del símbolo "0". A
continuación, el incremento de la base de tiempo de VOP se
descodifica en el incremento de la base de tiempo de VOP, etapa 53.
En el calculador de la base de tiempo, etapa 54, se recupera el
tiempo de presentación del I-VOP. El valor total del
incremento de la base de tiempos de módulo descodificado se suma al
registro de la base de tiempo local. El incremento de la base de
tiempo de VOP se añade a continuación al registro de la base de
tiempo local para obtener el tiempo de presentación del
I-VOP. El proceso va a continuación al
descodificador del objeto de vídeo donde se descodifica el objeto de
vídeo.
Para el P-VOP, el proceso se
repita en el descodificador de la base de tiempos de módulo, etapa
52, donde se descodifica el incremento de la base de tiempos de
módulo. El número total del incremento de la base de tiempos de
módulo descodificado está dado por el número de "1"
descodificados antes del símbolo "0". A continuación, se
descodifica el incremento de la base de tiempo de VOP en el
incremento de la base de tiempo de VOP, etapa 53. En el calculador
de la base de tiempo, etapa 54, se recupera el tiempo de
presentación del P-VOP. El registro de la base de
tiempos de módulo de B-VOP se fija al valor en el
registro de la base de tiempo local. El valor total del incremento
del incremento de la base de tiempos de módulo descodificada se
añade al registro de la base de tiempo local. El incremento de la
base de tiempo de VOP se añade a continuación al registro de la
base de tiempo local para obtener el tiempo de presentación del
P-VOP. El proceso va a continuación al
descodificador del objeto de vídeo donde se descodifica el objeto de
vídeo.
Para el B-VOP, el proceso se
repita en el descodificador de la base de tiempos de módulo, etapa
52, donde se descodifica el incremento de la base de tiempos de
módulo. El número total del incremento de la base de tiempos de
módulo descodificado está dado por el número de "1"
descodificados antes del símbolo "0". A continuación se
descodifica el incremento de la base de tiempo de VOP en el
incremento de la base de tiempo de VOP, etapa 53. En el calculador
de la base de tiempo, etapa 54, se recupera el tiempo de
presentación del B-VOP. El valor total del
incremento de la base de tiempos de módulo descodificado y el
incremento de la base de tiempo de VOP se añaden al registro de la
base de tiempo de B-VOP para obtener el tiempo de
presentación del B-VOP. Tanto el registro de la
base de tiempo de B-VOP como el registro de la base
de tiempo local permanecen sin cambiar. El proceso va a
continuación al descodificador del objeto de vídeo donde se
descodifica el objeto de vídeo.
El registro de la base de tiempo local se
resetea en el siguiente I-VOP que marca el comienzo
del siguiente grupo de VOP.
Se describe un ejemplo específico.
Haciendo referencia a la Figura 13, se muestra
un ejemplo de las etapas para codificar los datos comprimidos
dentro de los datos del flujo de bits. Como se muestra en la fila
superior de la Figura 13, los datos de vídeo comprimido de los VOP
están alineados en el orden de presentación en pantalla, I1, B1, B2,
P1, B3, P3 con una cabecera de GOP (grupo de cuadros) insertada al
comienzo del grupo de VOP. Mientras se está presentando en
pantalla, el tiempo local en el cual se efectúa la presentación en
pantalla, se mide para cada VOP usando el reloj de tiempo local.
Por ejemplo, el primer VOP (I1-VOP) se presenta en
pantalla en 1 hora 23 minutos 45 segundos 350 milisegundos (1: 23:
45: 350) contados desde el principio de los datos de vídeo; el
segundo VOP (B1-VOP) se presenta en 1: 23: 45: 750;
el tercer VOP (B2-VOP) se presenta en 1: 23: 45:
150; y así sucesivamente.
Para codificar los VOP, es necesario insertar
los datos del tiempo de presentación en pantalla para cada VOP. La
inserción de los datos de tiempo totales incluyendo hora, minutos,
segundos y milisegundos ocupa un cierto espacio de datos en la
porción de la cabecera de cada VOP. El propósito de la presente
invención es reducir tal espacio de datos y simplificar los datos
de tiempo a insertar en cada VOP.
Cada uno de los VOP mostrados en la primera fila
en la Figura 13 se almacena con los datos del tiempo de presentación
en pantalla de los milisegundos del área del incremento del tiempo
de VOP. Cada uno de los VOP en la primera fila se almacena también
temporalmente con los datos del tiempo de presentación en pantalla
de hora, minuto y segundo. La cabecera del GOP se almacena con los
datos de presentación en pantalla de hora, minuto y segundo para el
primer VOP (I1-VOP).
Como se muestra en la segunda fila en la Figura
13, los VOP están retardados un tiempo predeterminado usando un
almacenamiento (no mostrado). Cuando se producen los VOP desde el
almacenamiento, el orden de los VOP se cambia de acuerdo con la
norma de predicción bi-direccional de modo que el
VOP bi-direccional, es decir, el
B-VOP se posicionará detrás del
P-VOP al cual se referencia el
B-VOP. De este modo, los VOP están alineados en el
orden de I1, P1, B1, B2, P2, B3.
Como se muestra en la tercera fila de la Figura
13, en el tiempo T1, es decir, cuando se está codificando la
cabecera GOP, el registro de base de tiempo local almacena los datos
de hora, minuto, segundo como se almacenan en la cabecera del GOP.
En el ejemplo mostrado en la Figura 13, el registro de la base de
tiempo local almacena 1: 23: 45. A continuación, antes del tiempo
T2, se obtienen los datos del flujo de bits para la cabecera GOP
con los datos de hora, minuto, segundo insertándose tal como se
muestra en la fila inferior en la Figura 13.
A continuación, en el tiempo T2, se toma el
primer VOP (I1-VOP). El comparador de códigos de
tiempo compara el tiempo (hora, minuto, segundo) almacenado en el
registro de la base de tiempo local con el tiempo (hora, minuto,
segundo) almacenado temporalmente en el primer VOP
(I1-VOP). De acuerdo con el ejemplo, el resultado
de la comparación es el mismo. De este modo, el comparador produce
un "0" que indica que el primer VOP (I1-VOP)
ocurre en el mismo segundo que el segundo que se está manteniendo en
el registro de la base de tiempo local. El resultado "0" como
se produce desde el comparador se añade al primer VOP
(I1-VOP) en el área de la base de tiempos de
módulo. Al mismo tiempo, se eliminan los datos de hora, minuto y
segundo almacenados temporalmente en el primer VOP
(I1-VOP). De este modo, antes del tiempo T3, los
datos del flujo de datos para el primer VOP
(I1-VOP) se obtienen con un "0" insertado en el
área de la base de tiempos de módulo y "350" insertado en el
área del incremento de tiempo de VOP.
A continuación, en el tiempo T3, se toma el
segundo VOP (P1-VOP). El comparador de códigos de
tiempo compara el tiempo (hora, minuto, segundo) almacenado en el
registro de la base de tiempo local con el tiempo (hora, minuto,
segundo) almacenado temporalmente en el segundo VOP
(P1-VOP). De acuerdo con el ejemplo, el resultado
de la comparación es tal que el tiempo almacenado temporalmente en
el segundo VOP (P1-VOP) es un segundo mayor que el
tiempo almacenado en el registro de la base de tiempo local. De este
modo, el comparador produce "10" indicando que el segundo VOP
(P1-VOP) ocurre en el siguiente segundo al segundo
que se está manteniendo en el registro de la base de tiempo local.
Si el segundo VOP (P1-VOP) ocurre en el siguiente
del siguiente segundo al segundo que se está manteniendo en el
registro de la base de tiempo local, el comparador producirá
"110".
Después del tiempo T3, el registro de la base de
tiempo de B-VOP se fija al tiempo igual al tiempo
portado en el registro de la base de tiempo local inmediatamente
antes del tiempo T3. En el ejemplo, el registro de la base de
tiempo B-VOP se fija a 1: 23: 45. También después
del tiempo T3, el registro de la base de tiempo local se incrementa
al tiempo igual al tiempo almacenado temporalmente en el segundo VOP
(P1-VOP). De este modo, en el ejemplo, el registro
de la base de tiempo local se incrementa a 1: 23: 46.
El resultado "10" como se produce desde el
comparador se añade al segundo VOP (P1-VOP) en el
área de la base de tiempos de módulo. Al mismo tiempo, se eliminan
los datos de hora, minuto y segundo almacenados temporalmente en el
segundo VOP (P1-VOP). De este modo, antes del tiempo
T4, los datos del flujo de bits para el segundo VOP
(P1-VOP) se obtienen con "10" insertados en el
área de la base de tiempos de módulo y "550" insertado en el
área de incremento de tiempo de VOP.
A continuación, en el tiempo T4, se toma el
tercer VOP (B1-VOP). El comparador de códigos de
tiempo compara el tiempo (hora, minuto, segundo) almacenado en el
registro de la base de tiempo B-VOP con el tiempo
(hora, minuto, segundo) almacenado temporalmente en el tercer VOP
(B1-VOP). De acuerdo con el ejemplo, el resultado
de la comparación es el mismo. De este modo, el comparador produce
un "0" indicando que el tercer VOP (B1-VOP)
ocurre en el mismo segundo que el segundo que se está manteniendo en
el registro de la base de tiempo de B-VOP. El
resultado "0" como se produce desde el comparador se añade al
tercer VOP (B1-VOP) en el área de la base de
tiempos de módulo. Al mismo tiempo, se eliminan los datos de hora,
minuto y segundo almacenados temporalmente en el primer VOP
(I1-VOP). De este modo, antes del tiempo T5, los
datos del flujo de bits para el tercer VOP (B1-VOP)
se obtienen con un "0" insertado en el área de la base de
tiempos de módulo y "750" insertado en el área del incremento
de tiempo de VOP.
A continuación, en el tiempo T5, se toma el
cuarto VOP (B2-VOP). El comparador de códigos de
tiempo compara el tiempo (hora, minuto, segundo) almacenado en el
registro de la base de tiempo de B-VOP con el tiempo
(hora, minuto, segundo) almacenado temporalmente en el cuarto VOP
(B2-VOP). De acuerdo con el ejemplo, el resultado
de la comparación es tal que el tiempo almacenado temporalmente en
el cuarto VOP (B2-VOP) es un segundo mayor que el
tiempo almacenado en el registro de la base de tiempo de
B-VOP. Entonces, el comparador produce "10"
indicando que el cuarto VOP (B2-VOP) ocurre en el
siguiente segundo al segundo que se mantiene en el registro de la
base de tiempo de B-VOP.
Durante el procesamiento del VOP del tipo B, ni
el registro de la base de tiempo local ni el registro de la base de
tiempo B-VOP se incrementan independientemente del
resultado que produzca el comparador.
El resultado "10" como se produce desde el
comparador se añade al cuarto VOP (B2-VOP) en el
área de la base de tiempos de módulo. Al mismo tiempo, se eliminan
los datos de hora, minuto y segundo almacenados temporalmente en el
cuarto VOP (B2-VOP). De este modo, antes del tiempo
T6, los datos del flujo de bits para el cuarto VOP
(B2-VOP) se obtienen con "10" insertado en el
área de la base de tiempos de módulo y "150" insertado en el
área del incremento de tiempo de VOP.
A continuación, en el tiempo T6, se toma el
quinto VOP (P2-VOP). El comparador de códigos de
tiempo compara el tiempo (hora, minuto, segundo) almacenado en el
registro de la base de tiempo local con el tiempo (hora, minuto,
segundo) almacenado en el quinto VOP (P2-VOP). De
acuerdo con el ejemplo, el resultado de la comparación es tal que
el tiempo almacenado temporalmente en el cuarto VOP
(P2-VOP) es un segundo mayor que el tiempo
almacenado en el registro de la base de tiempo local. Entonces, el
comparador produce "10" indicando que el quinto VOP
(P2-VOP) ocurre en el siguiente segundo al segundo
que se está manteniendo en el registro de la base de tiempo
local.
Después del tiempo T6, el registro de la base de
tiempo de B-VOP se incrementa al tiempo igual que el
tiempo portado por el registro de la base de tiempo local
inmediatamente antes del tiempo T6. En el ejemplo, el registro de
la base de tiempo de B-VOP se incrementa a 1: 23:
46. También después del tiempo T6, el registro de la base de tiempo
local se incrementa al tiempo igual que el tiempo almacenado
temporalmente en el quinto VOP (P2-VOP). De este
modo, en el ejemplo, el registro de la base de tiempo local se
incremente a 1: 23: 47.
El resultado "10" como se produce desde el
comparador se añade al quinto VOP (P2-VOP) en el
área de la base de tiempos de módulo. Al mismo tiempo, se eliminan
los datos de hora, minuto y segundo almacenados temporalmente en el
quinto VOP (P2-VOP). De este modo antes del tiempo
T4, los datos del flujo de bits para el quinto VOP
(P2-VOP) se obtienen con "10" insertado en el
área de la base de tiempos de módulo y "350" insertado en el
área del incremento de tiempo de VOP.
A partir de entonces, se realiza una operación
similar para formar los datos del flujo de bits para los siguientes
VOP.
Para descodificar los datos del flujo de bits,
se realiza una operación opuesta a la realizada anteriormente. En
primer lugar, se lee el tiempo (hora, minuto, segundo) transportado
en la cabecera del GOP. El tiempo leído se almacena en el registro
de la base de tiempo local.
Cuando se reciben VOP del tipo I o del tipo P,
es decir un VOP distinto del tipo B, se leen los datos almacenados
en el área de la base de tiempos de módulo. Si el dato leído es
"0", es decir, sin nada delante del 0, no se produce ningún
cambio en el registro de la base del tiempo local, y tampoco se
produce ningún cambio en el registro de la base de tiempo de
B-VOP. Si el dato leído es "10", el tiempo
almacenado en el registro de la base de tiempo local se incrementa
en un segundo. Si el dato leído es "110" el tiempo almacenado
en el registro de la base de tiempo local se incrementa en dos
segundos. De este modo, se determina el número de segundos que se
incrementará por el número de unos insertados delante del 0.
También, cuando los datos leídos son "10" o "110", el
registro de la base de tiempo de B-VOP, que es una
memoria, copia el tiempo que ha transportado el registro de la base
de tiempo local justo antes del incremento más reciente. A
continuación el tiempo (hora, minuto, segundo) transportado por el
registro de la base de tiempo local se combina con el tiempo
(milisegundos) portado por el área de incremento de tiempo de VOP
para establecer un tiempo específico en el cual ocurrirá el VOP de
tipo I o de tipo P.
Cuando se recibe una VOP del tipo B, se leen los
datos almacenados en el área de la base de tiempos de módulo. Si el
dato leído es "0", el tiempo transportado en el registro de la
base de tiempo de B-VOP (hora, minuto, segundo) se
combina con el tiempo (milisegundos) portado por área de incremento
de tiempo de VOP para establecer un tiempo específico en el que
ocurrirá el VOP de tipo B. Si el dato leído es "10", al tiempo
portado en el registro de la base de tiempo B-VOP
(hora, minuto, segundo) se añade un segundo, y a continuación el
tiempo resultante de la suma se combina con el tiempo
(milisegundos) portado en el área de incremento de tiempo de VOP
para establecer un tiempo específico en el que ocurrirá el VOP tipo
B. Si el dato leído es "110", al tiempo (hora, minuto,
segundo) portado en el registro de la base de tiempo
B-VOP se añaden dos segundos, y a continuación el
tiempo resultante de la suma se combina con el tiempo (milisegundos)
portado en el área de incremento de tiempo de VOP para establecer
un tiempo específico en el que ocurrirá el VOP tipo B.
El efecto de esta invención es posibilitar la
multiplexación de planos de objetos de vídeo codificados por
diferentes codificadores. También facilitará la manipulación del
flujo de bits basado en objetos de datos comprimidos que vienen de
diferentes fuentes para crear nuevos flujos de bits. Proporciona un
método de sincronización de los objetos audiovisuales.
La invención que se está describiendo de este
modo, es obvio que puede variarse de muchos modos. Tales variaciones
no deben considerarse como una desviación del espíritu y el alcance
de la invención, y tales modificaciones que serían obvias para un
especialista en la técnica se pretende que estén incluidas dentro
del alcance de la siguiente reivindicación.
Claims (2)
1. Un método para codificar una base de tiempos
local de un plano de objetos de vídeo (VOP) que comprende:
codificar la base de tiempos local del plano de
objetos de vídeo (VOP) en dos partes, siendo la primera parte una
base de tiempos de módulo que indica el tiempo en unidades de
resolución de un segundo que ha transcurrido desde un tiempo de
referencia marcado por la base de tiempos de módulo de un plano de
objetos de vídeo anterior (VOP) que está situado antes del plano de
objetos de vídeo (VOP) y siendo la segunda parte un incremento de
la base de tiempo que representa el incremento de tiempo desde el
tiempo de referencia marcado por la base de tiempos de módulo del
plano de objetos de vídeo (VOP); e
insertar la base de tiempo local codificada en
un flujo de bits del plano de objetos de vídeo (VOP).
2. Un método para codificar una base de tiempos
local de un plano de objetos de vídeo codificado de forma
bi-direccional predictiva (B-VOP)
que comprende:
codificar la base de tiempo local del plano de
objetos de vídeo codificados de forma bi-direccional
predictiva (B-VOP) en dos partes, siendo la primera
parte una base de tiempos de módulo que indica en unidades de
resolución de un segundo el tiempo transcurrido desde el tiempo de
referencia marcado por la base de tiempos de módulo de un plano de
objetos de vídeo anterior (VOP) que está situado antes del plano de
objetos de vídeo con codificación predictiva
(B-VOP) y siendo la segunda parte un incremento de
la base de tiempo que representa el incremento de tiempo desde el
tiempo de referencia marcado por la base de tiempo de módulo del
plano de objetos de vídeo codificados de forma
bi-direccional predictiva (B-VOP);
e
insertar la base de tiempo local codificada en
el flujo de bits del plano de objetos de vídeo codificados de forma
bi-direccional predictiva
(B-VOP);
en el que el plano de objetos de vídeo anterior
(VOP) es un plano de objetos de vídeo intracodificado
(I-VOP) o un plano de objetos de vídeo con
codificación predictiva (P-VOP) que se posiciona
inmediatamente antes del plano de objetos codificados de forma
bi-direccional predictiva
(B-VOP).
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