ES2309379T3 - Aparato y procedimiento para codificacion por multiples descripciones. - Google Patents
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Abstract
Un procedimiento para generar múltiples descripciones de datos comprimidos a partir de datos de entrada, en el que cada descripción está asociada con una aplicación objetivo, comprendiendo el procedimiento: acceder a un flujo de bits cuantificado generado utilizando un paso de cuantificación de referencia, generándose dicho flujo de bits cuantificado transformando los datos de entrada en coeficientes y cuantificando los coeficientes utilizando el paso de cuantificación de referencia; y recuantificar el flujo de bits cuantificado utilizando un primer paso de cuantificación para generar una primera descripción de datos comprimidos asociada con una primera aplicación objetivo, en el que el primer paso de cuantificación se determina basándose en un primer ajuste a escala necesario del paso de cuantificación de referencia, determinándose dicho primer ajuste a escala necesario basándose en la primera aplicación objetivo.
Description
Aparato y procedimiento para codificación por
múltiples descripciones.
La invención se refiere en general a sistemas
multimedia y, más en particular a un sistema de compresión basado
en transformada para generar múltiples descripciones de datos.
Normalmente, la información digital se comprime
utilizando un formato o proceso preseleccionado mediante un
codificador. Sin embargo, los formatos de consumo digitales
convencionales tales como televisión de alta definición (HDTV),
disco versátil o disco de vídeo digital (DVD), Comité de sistemas de
televisión avanzados (ATSC), emisión de vídeo digital (DVB),
sistema digital por satélite (DSS) operan con diversas resoluciones,
tasas de transmisión de tramas y/o tasas de transmisión de bits
específicas. Por consiguiente, para satisfacer los diversos
formatos, se requiere una técnica de compresión que pueda generar
múltiples descripciones de vídeo.
Las normas de compresión de vídeo actuales que
proporcionan múltiples descripciones lo hacen de forma innata o
están centradas en una aplicación discreta. Por ejemplo, la norma
Joint Photographic Experts Group (JPEG) 2000 puede generar
múltiples descripciones de vídeo reduciendo el vídeo. Sin embargo,
al basarse en intra-tramas y ondículas, JPEG 2000
proporciona inherentemente imágenes de menor resolución. Además, se
restringe a ser diádico, es decir los factores de reducción son
múltiplos de dos. La norma Motion Picture Experts Group
(MPEG) 4 también soporta transformada de coseno discreto (DCT) de
múltiples descripciones que se centra en aplicaciones de ancho de
banda limitado o fijo tal como un vídeo de Internet. En esta
técnica, se transmite una forma rudimentaria del vídeo. Se realizan
transmisiones consecutivas para mejorar los detalles (bits) en el
vídeo. Una desventaja principal en este planteamiento es la
compensación del movimiento.
Por lo tanto hay una necesidad de un sistema más
versátil, sencillo y/o eficaz que pueda generar múltiples
descripciones de vídeo o secuencias de vídeo. El documento
US-A-5. 990 957 describes un aparato
y procedimiento para controlar una tasa de compresión en la
codificación de vídeo. El documento describe que los esquemas de
codificación convencionales, tales como MPEG 2, utilizan modulación
de código de pulsos diferencial (DPCM) o transformada de coseno
discreto (DCT) para reducir la redundancia de señal, seguido de un
paso de cuantificación final. Señala que se produce una compresión
sustancial de una señal en el paso de cuantificación final de
manera que la eficacia de compresión de codificación depende
principalmente de la determinación del tamaño del paso de
cuantificación más que de la DPCM o la DCT. El aparato y
procedimiento descritos generan un tamaño de paso de cuantificación
para cada macrobloque en una imagen, de manera que el tamaño de paso
de cuantificación puede ajustarse en función de la importancia de
los objetos de vídeo.
Las realizaciones descritas en la presente
memoria abordan las necesidades anteriormente indicadas
proporcionando un sistema para generar una descripción múltiple de
vídeo. En una realización, un procedimiento para generar múltiples
descripciones de datos comprimidos comprende generar un flujo de
bits cuantificado utilizando un paso de cuantificación de
referencia; y recuantificar el flujo de bits cuantificado utilizando
un primer paso de cuantificación para generar una primera
descripción de datos comprimidos, en el que el primer paso de
cuantificación se determina basándose en un primer ajuste a escala
necesario del paso de cuantificación de referencia. Un aparato para
generar múltiples descripciones de datos comprimidos comprende
medios para generar un flujo de bits cuantificado utilizando un
paso de cuantificación de referencia; y medios para recuantificar el
flujo de bits cuantificado utilizando un primer paso de
cuantificación para generar una primera descripción de datos
comprimidos, en el que el primer paso de cuantificación se determina
basándose en un primer ajuste a escala necesario de un paso de
cuantificación de referencia. En las realizaciones anteriores, los
flujos de bits cuantificados pueden recuantificarse utilizando un
segundo paso de cuantificación para generar una segunda descripción
de datos comprimidos, en el que el segundo paso de cuantificación se
determina basándose en un segundo ajuste a escala necesario del
paso de cuantificación de referencia.
En otra realización, un aparato para generar
múltiples descripciones de datos comprimidos comprende un módulo de
transformada configurado para generar coeficientes de transformada a
partir de datos de entrada; y un módulo de cuantificación acoplado
al módulo de transformada, estando el módulo de cuantificación
configurado para cuantificar los coeficientes de transformada
utilizando un paso de cuantificación de referencia y para
recuantificar los coeficientes de transformada cuantificados
utilizando diferentes pasos de cuantificación para generar
múltiples descripciones de datos comprimidos, en el que cada uno de
los diferentes pasos de cuantificación se determina basándose en un
ajuste a escala necesario del paso de cuantificación de referencia.
El módulo de cuantificación puede comprender un primer módulo de
cuantificación configurado para cuantificar los coeficientes de
transformada utilizando el paso de cuantificación de referencia; y
un segundo módulo de cuantificación configurado para recuantificar
los coeficientes de transformada cuantificados utilizando los
diferentes pasos de cuantificación.
En otra realización, un procedimiento para
generar datos comprimidos comprende acceder a un flujo de bits
cuantificado generado utilizando un paso de cuantificación de
referencia; y recuantificar el flujo de bits cuantificado
utilizando un primer paso de cuantificación para generar una primera
descripción de datos comprimidos, en el que el primer paso de
cuantificación se determina basándose en un primer ajuste a escala
necesario del paso de cuantificación de referencia. Un aparato para
generar datos comprimidos comprende medios para acceder a un flujo
de bits cuantificado generado utilizando un paso de cuantificación
de referencia; y medios para recuantificar el flujo de bits
cuantificado utilizando un primer paso de cuantificación para
generar una primera descripción de datos comprimidos, en el que el
primer paso de cuantificación se determina basándose en un primer
ajuste a escala necesario del paso de cuantificación de referencia.
En las realizaciones, el flujo de bits cuantificado puede
recuantificarse utilizando un segundo paso de cuantificación para
generar una segunda descripción de datos comprimidos, en el que el
segundo paso de cuantificación se determina basándose en un segundo
ajuste a escala necesario del paso de cuantificación de
referencia.
En otra realización más, un aparato para generar
datos comprimidos comprende un medio de almacenamiento configurado
para almacenar un flujo de bits cuantificado generado utilizando un
paso de cuantificación de referencia; y un módulo de cuantificación
acoplado al medio de almacenamiento y configurado para recuantificar
el flujo de bits cuantificado utilizando diferentes pasos de
cuantificación para generar múltiples descripciones de datos
comprimidos, en el que cada uno de los diferentes pasos de
cuantificación se determina basándose en un ajuste a escala
necesario del paso de cuantificación de referencia. El medio de
almacenamiento puede estar configurado para almacenar un flujo de
bits comprimido de archivo como el flujo de bits comprimido.
En otra realización más, un procedimiento para
generar múltiples descripciones de datos comprimidos comprende
generar un flujo de bits cuantificado utilizando un paso de
cuantificación de referencia; codificar el flujo de bits
cuantificado; descodificar el flujo de bits cuantificado codificado;
y recuantificar el flujo de bits cuantificado descodificado
utilizando un primer paso de cuantificación para generar una primera
descripción de datos comprimidos, en el que el primer paso de
cuantificación se determina basándose en un primer ajuste a escala
necesario del paso de cuantificación de referencia. Un aparato para
generar múltiples descripciones de datos comprimidos comprende
medios para generar un flujo de bits cuantificado utilizando un paso
de cuantificación de referencia; medios para codificar el flujo de
bits cuantificado; medios para descodificar el flujo de bits
cuantificado codificado; y medios para recuantificar el flujo de
bits cuantificado descodificado utilizando un primer paso de
cuantificación para generar una primera descripción de datos
comprimidos, en el que el primer paso de cuantificación se
determina basándose en un primer ajuste a escala necesario del paso
de cuantificación de referencia. En las realizaciones, el flujo de
bits cuantificado descodificado puede recuantificarse utilizando un
segundo paso de cuantificación para generar una segunda descripción
de datos comprimidos, en el que el segundo paso de cuantificación
se determina basándose en un segundo ajuste a escala necesario del
paso de cuantificación de referencia.
En otra realización más, un aparato para generar
múltiples descripciones de datos comprimidos comprende un módulo de
cuantificación configurado para generar un flujo de bits
cuantificado utilizando un paso de cuantificación de referencia; un
módulo de codificación acoplado al módulo de cuantificación y
configurado para codificar el flujo de bits cuantificado; y un
módulo de descodificación configurado para descodificar el flujo de
bits cuantificado codificado; en el que el módulo de cuantificación
está configurado para recuantificar el flujo de bits cuantificado
descodificado utilizando diferentes pasos de cuantificación para
generar múltiples descripciones de datos comprimidos, en el que
cada uno de los pasos de cuantificación se determina basándose en un
ajuste a escala necesario del paso de cuantificación de referencia.
El módulo de cuantificación puede comprender un primer módulo de
cuantificación configurado para generar el flujo de bits
cuantificado utilizando el paso de cuantificación de referencia; y
un segundo módulo de cuantificación configurado para recuantificar
el flujo de bits cuantificado descodificado utilizando los
diferentes pasos de cuantificación para generar las múltiples
descripciones de datos comprimidos.
En otra realización más, un procedimiento para
generar datos comprimidos basándose en un flujo de bits cuantificado
codificado comprende acceder a un flujo de bits comprimido generado
por cuantificación utilizando un paso de cuantificación de
referencia; descodificar el flujo de bits comprimido para generar un
flujo de bits cuantificado descodificado; y recuantificar el flujo
de bits cuantificado descodificado utilizando un primer paso de
cuantificación para generar una primera descripción de datos
comprimidos, en el que el primer paso de cuantificación se determina
basándose en un primer ajuste a escala necesario del paso de
cuantificación de referencia. Un aparato para generar datos
comprimidos basándose en un flujo de bits cuantificado codificado
comprende medios para acceder a un flujo de bits comprimido
generado por cuantificación utilizando un paso de cuantificación de
referencia; medios para descodificar el flujo de bits comprimido
para generar un flujo de bits cuantificado descodificado; y medios
para recuantificar el flujo de bits cuantificado descodificado
utilizando un primer paso de cuantificación para generar una
primera descripción de datos comprimidos, en el que el primer paso
de cuantificación se determina basándose en un primer ajuste a
escala necesario del paso de cuantificación de referencia. En las
realizaciones, el flujo de bits cuantificado descodificado puede
recuantificarse utilizando un segundo paso de cuantificación para
generar una segunda descripción de datos comprimidos, en el que el
segundo paso de cuantificación se determina basándose en un segundo
ajuste a escala necesario del paso de cuantificación de
referencia.
En todavía otra realización más, un aparato para
generar múltiples descripciones de datos comprimidos basándose en
un flujo de bits cuantificado codificado comprende un medio de
almacenamiento configurado para almacenar un flujo de bits
comprimido generado por cuantificación utilizando un paso de
cuantificación de referencia; un módulo de descodificación
configurado para descodificar el flujo de bits comprimido; y un
módulo de cuantificación configurado para recuantificar el flujo de
bits comprimido descodificado utilizando diferentes pasos de
cuantificación para generar múltiples descripciones de datos
comprimidos, en el que cada uno de los pasos de cuantificación se
determina basándose en un ajuste a escala necesario del paso de
cuantificación de referencia. El medio de almacenamiento puede
estar configurado para almacenar un flujo de bits comprimido de
archivo como el flujo de bits comprimido.
Se describirán diversas realizaciones
detalladamente con referencia a los siguientes dibujos en los que
números de referencia similares se refieren a elementos similares,
en los que:
la figura 1 muestra aplicaciones objetivo de
ejemplo;
la figura 2 muestra un ejemplo de un sistema de
compresión por múltiples descripciones para generar y reproducir
imágenes;
la figura 3 muestra un codificador de ejemplo
para un sistema de compresión por múltiples descripciones;
la figura 4 muestra un servidor de ejemplo para
un sistema de compresión por múltiples descripciones;
la figura 5 muestra otro codificador de ejemplo
para un sistema de compresión por múltiples descripciones;
la figura 6 muestra otro servidor de ejemplo
para un sistema de compresión por múltiples descripciones;
las figuras 7 a 10 muestran procedimientos de
ejemplo para generar múltiples descripciones de datos comprimidos;
y
las figuras 11A y 11B muestran bloques y
subbloques dimensionados de manera adaptativa para ABSDCT.
Las realizaciones descritas a continuación
permiten un sistema de compresión basado en transformada para
generar múltiples descripciones o un flujo de datos comprimido a
partir de un flujo de datos de vídeo de entrada. En la siguiente
descripción, se dan detalles específicos para proporcionar una
comprensión exhaustiva de las realizaciones. Sin embargo, el
experto en la técnica entenderá que las realizaciones pueden
realizarse sin estos detalles específicos. Por ejemplo, pueden
mostrarse circuitos en diagramas de bloques para no dificultar la
comprensión de las realizaciones con detalles innecesarios. En otros
casos, pueden mostrarse detalladamente circuitos, estructuras y
técnicas ampliamente conocidos para no dificultar la comprensión de
las realizaciones.
Así, se indica que las realizaciones pueden
describirse como un proceso que se ilustra como un esquema de
flujo, un diagrama de flujo, un diagrama estructural, o un diagrama
de bloques. Aunque un diagrama de flujo puede describir las
operaciones como un proceso secuencial, muchas de las operaciones
pueden realizarse en paralelo o simultáneamente. Además, el orden
de las operaciones puede reorganizarse. Un proceso termina cuando
sus operaciones se han completado. Un proceso puede corresponder a
un procedimiento, una función, un modo de proceder, una subrutina,
un subprograma, etc. Cuando un proceso corresponde a una función, su
terminación corresponde a un regreso de la función a la función que
llama o a la función principal.
Además, como se describe en la presente memoria,
el término "vídeo" se refiere a la parte visual de multimedia
y se usará de forma intercambiable con el término "imagen". Un
medio de almacenamiento puede representar uno o más dispositivos
para almacenar datos, incluyendo memoria de sólo lectura (ROM),
memoria de acceso aleatorio (RAM), medios de almacenamiento de
disco magnético, medios de almacenamiento óptico, dispositivos de
memoria flash y/u otros medios legibles por máquina para almacenar
información. La expresión "medio legible por máquina" incluye,
pero sin limitarse a, dispositivos de almacenamiento portátiles o
fijos, dispositivos de almacenamiento óptico, canales inalámbricos
y diversos otros medios que puedan almacenar, contener o llevar
instrucción(es) y/o datos.
En general, se cuantifica información digital de
entrada utilizando un paso de cuantificación de referencia y se
recuantifica para emitir múltiples descripciones de los flujos de
bits comprimidos, satisfaciendo cada una una aplicación objetivo
diferente.
La figura 1 muestra algunas aplicaciones
objetivo tales como cine digital, televisión de alta definición
(HDTV), televisión estándar (SDTV), sistema digital por satélite
(DSS) y miniaturas (thumbnails) que operan en flujos de bits
comprimidos de diferentes resoluciones y tasas de transmisión de
bits. Otras aplicaciones incluyen, pero sin limitarse a, disco
versátil o disco de vídeo digital (DVD), Comité de sistemas de
televisión avanzados (ATSC), emisión de vídeo digital (DVB). Como
se muestra, unos datos de fuente pueden tener un formato de 10
bits, 4:4:4 y resolución de 1920x1080x24 o superior. El cine digital
requiere una resolución de 1920x1080x24, una tasa de transmisión de
tramas superior o igual a 10 bits 4:4:4 y una tasa de transmisión de
bits de 30\sim200 Mbps. HDTV requiere una resolución de
1920x1080x24, una tasa de transmisión de tramas de 8 bits 4:2:0 y
una tasa de transmisión de bits de 15\sim19 Mbps. SDTV requiere
una resolución de 720x486x24, una tasa de transmisión de tramas de
8 bits 4:2:0 y una tasa de transmisión de bits de
1,8-15 Mbps. DSS requiere una resolución de
352x240x24, una tasa de transmisión de tramas de 8 bits 4:2:0 y una
tasa de transmisión de bits de 3\sim7 Mbps. Las miniaturas
requieren una resolución de 112x64x24, una tasa de transmisión de
tramas de 8 bits 4:2:0 y una tasa de transmisión de bits de 200
Mbps.
La figura 2 muestra un sistema 200 de ejemplo
para generación y reproducción de secuencias de imágenes basándose
en un sistema de compresión por múltiples descripciones. En general,
un hub (concentrador) 210 genera un flujo de bits comprimido
de una resolución relativamente alta. En este caso, el flujo de
datos comprimido puede ser para la resolución más alta posible, en
lo sucesivo se denominará como un flujo de bits comprimido de
archivo. El concentrador 310 emite el flujo de bits comprimido a un
centro 220 de distribución. El centro 220 de distribución puede
emitir entonces diversos datos comprimidos de resoluciones
inferiores, satisfaciendo cada uno una aplicación objetivo
diferente o sistema 230 de presentación para su reproducción. Ha de
indicarse que el concentrador 210 y el centro 220 de distribución
pueden implementarse conjuntamente. Alternativamente, el
concentrador 210 y el centro 220 de distribución pueden
implementarse como estructuras separadas o en ubicaciones
separadas. De forma similar, el centro 220 de distribución y el
sistema 230 de presentación pueden implementarse conjuntamente.
También de manera similar, el centro 220 de distribución y el
sistema 330 de presentación pueden implementarse como estructuras
separadas o en ubicaciones separadas. Si el concentrador 210 y el
centro 220 de distribución o si el centro 220 de distribución y el
sistema 230 de presentación se implementan en una ubicación
separada, pueden transmitirse datos utilizando un medio inalámbrico,
un medio no inalámbrico, un medio de almacenamiento portátil o una
combinación de los mismos.
Más en particular, el concentrador 210 puede
incluir un codificador 300 mostrado en la figura 3 que recibe datos
de entrada de información de vídeo digital, tal como una secuencia
de imágenes en movimiento, que ha de comprimirse. El codificador
300 puede comprimir los datos de entrada en múltiples descripciones
de datos comprimidos. El codificador 300 comprende un módulo 320 de
cuantificación configurado para generar un flujo de bits
cuantificado utilizando un paso de cuantificación de referencia. En
este caso, el paso de cuantificación de referencia puede ser un
paso de cuantificación para generar un flujo de bits comprimido de
archivo. El codificador 300 también puede comprender un módulo 310
de transformada configurado para convertir los datos de entrada y
para generar coeficientes de transformada. En este caso, pueden
usarse diversas transformadas matemáticas tales como, por ejemplo,
transformada de coseno discreto (DCT), transformada de Hadamard y
transformada de enteros, por el módulo 310 de transformada. Por
ejemplo, si el módulo 310 de transformada utiliza DCT, el módulo
310 de transformada transformaría datos de entrada del dominio
espacial al de la frecuencia y generaría coeficientes DCT. El
módulo 320 de cuantificación cuantifica entonces los coeficientes
DCT utilizando el paso de cuantificación de referencia para generar
el flujo de bits cuantificado.
El centro 400 de distribución puede comprender
un servidor 400 mostrado en la figura 4 que proporciona datos
comprimidos al sistema 230 de presentación. El servidor 400 puede
comprender un medio 410 de almacenamiento y un módulo 420 de
cuantificación. El medio 410 de almacenamiento almacena un flujo de
bits cuantificado recibido desde el concentrador 310. Para generar
una descripción de datos comprimidos, el módulo 420 de
cuantificación está configurado para recuantificar el flujo de bits
cuantificado utilizando un paso de cuantificación que se basa en un
ajuste a escala necesario del paso de cuantificación de referencia.
El ajuste a escala necesario del paso de cuantificación de
referencia puede depender de la aplicación objetivo. La descripción
de datos comprimidos generada puede usarse entonces para la
reproducción en el sistema 230 de presentación.
Ha de indicarse que o bien uno de ellos o tanto
el codificador 300 como el servidor 400 pueden comprender también
otros elementos. La figura 5 muestra otro ejemplo de un codificador
500 que puede comprimir los datos de entrada en múltiples
descripciones de datos comprimidos. De manera similar al codificador
300, el codificador 500 comprende un módulo 520 de cuantificación
configurado para generar un flujo de bits cuantificado utilizando
un paso de cuantificación de referencia. El paso de cuantificación
de referencia puede ser un paso de cuantificación para generar un
flujo de bits comprimido de archivo. El codificador 400 también
puede comprender un módulo 510 de transformada y un módulo 530 de
codificación. Como módulo 310 de transformada, pueden utilizarse
diversas transformadas matemáticas tales como, por ejemplo,
transformada de coseno discreto (DCT), transformada de Hadamard y
transformada de enteros, por el módulo 510 de transformada. El
módulo 510 de transformada genera por lo tanto coeficientes de
transformada. El módulo 520 de cuantificación cuantifica los
coeficientes de transformada utilizando el paso de cuantificación
de referencia para generar un flujo de bits cuantificado. El módulo
530 de codificación codifica el flujo de bits cuantificado para
generar un flujo de bits comprimido. En una realización, el módulo
530 de codificación puede ser un codificador de longitud variable.
Sin embargo, también pueden utilizarse otros codificadores tales
como un codificador Golomb, un codificador Rice, un motor Huffman,
u otros codificadores de entropía o una combinación de los
mismos.
La figura 6 muestra otro ejemplo de un servidor
600 que proporciona datos comprimidos al sistema 230 de
presentación. El servidor 600 puede comprender un medio 610 de
almacenamiento, un módulo 620 de descodificación y un módulo 630 de
cuantificación. El medio 610 de almacenamiento almacena un flujo de
bits comprimido recibido desde el concentrador 210 y el módulo 620
de descodificación descodifica el flujo de bits comprimido para
generar un flujo de bits cuantificado descodificado. Para generar
una descripción de datos comprimidos, el módulo 630 de
cuantificación está configurado para recuantificar el flujo de bits
cuantificado descodificado utilizando un paso de cuantificación que
se basa en un ajuste a escala necesario del paso de cuantificación
de referencia. El ajuste a escala necesario del paso de
cuantificación de referencia puede depender de la aplicación
objetivo. La descripción de datos comprimidos generada puede
utilizarse entonces para la reproducción en el sistema 230 de
presentación.
Por lo tanto, el concentrador 210 y el centro
220 de distribución pueden generar múltiples descripciones de datos
comprimidos. Más en particular, cada uno de los diferentes pasos de
cuantificación se determina basándose en un ajuste a escala
necesario del paso de cuantificación de referencia. Por ejemplo, el
módulo 420 ó 630 de cuantificación puede recuantificar el flujo de
bits cuantificado utilizando un primer paso de cuantificación para
generar una primera descripción de datos comprimidos. El módulo 420
ó 630 de cuantificación puede recuantificar el flujo de bits
cuantificado utilizando un segundo paso de cuantificación para
generar una segunda descripción de datos comprimidos.
En referencia de nuevo a la figura 3, el sistema
330 de presentación comprende un descodificador que descomprime los
datos comprimidos recibidos utilizando un algoritmo de descompresión
que es inverso al algoritmo de compresión utilizado en el
codificador 300. Por ejemplo, si la compresión se basa en la DCT y
en codificación de longitud variable, la imagen se procesa mediante
descodificación de longitud variable, cuantificación inversa y DCT
inversa para permitir la visualización de la imagen digital.
Ha de indicarse que un concentrador 210 típico
puede comprender otros elementos tales como un procesador (no
mostrado) para controlar uno o más elementos del codificador 300 ó
500. Este procesador puede implementarse por separado o como parte
del codificador 300 ó 500, respectivamente. Por ejemplo, un
procesador puede proporcionar el paso de cuantificación de
referencia apropiado a los módulos 320 y 520 de cuantificación,
respectivamente. De forma similar, un procesador (no mostrado)
también puede implementarse para controlar uno o más elementos del
servidor 400 ó 600. Tal procesador puede implementarse como parte
del servidor 400 ó 600, respectivamente o puede implementarse fuera
del servidor 400 ó 600, respectivamente. En este caso, un procesador
puede determinar, por ejemplo, el ajuste a escala necesario del
paso de cuantificación de referencia y proporcionar el paso de
cuantificación apropiado a los módulos 420 y 630 de cuantificación,
respectivamente.
El concentrador 210 también puede comprender un
medio de almacenamiento (no mostrado) para almacenar un flujo de
bits cuantificado y puede comprender un segundo módulo de
cuantificación configurado para recuantificar el flujo de bits
comprimido cuantificado. Además, si el concentrador 210 y el centro
220 de distribución se implementan conjuntamente, los módulos 320 y
420 de cuantificación o los módulos 520 y 630 de cuantificación
pueden implementarse conjuntamente, respectivamente. En tal caso, un
módulo de cuantificación estaría configurado para generar el flujo
de bits cuantificado utilizando un paso de cuantificación de
referencia y para recuantificar el flujo de bits cuantificado
utilizando diferentes pasos de cuantificación para generar múltiples
descripciones de datos comprimidos. Alternativamente, puede
implementarse un módulo de cuantificación que comprende un primer y
un segundo módulo de cuantificación, en el que el primer módulo de
cuantificación genera el flujo de bits cuantificado utilizando un
paso de cuantificación de referencia y el segundo módulo de
cuantificación recuantifica el flujo de bits cuantificado
utilizando diferentes pasos de cuantificación para generar múltiples
descripciones de datos compri-
midos.
midos.
Por lo tanto, el codificador 300 y el servidor
400 pueden utilizarse para generar múltiples descripciones de datos
comprimidos. Más en particular, la figura 7 muestra un procedimiento
700 de ejemplo para generar múltiples descripciones de datos
comprimidos. En el procedimiento 700, se genera (710) un flujo de
bits cuantificado utilizando un paso de cuantificación de
referencia. Para generar una descripción de datos comprimidos
específica, el flujo de bits cuantificado se recuantifica (720)
utilizando un paso de cuantificación para generar una descripción
de datos comprimidos, en el que el paso de cuantificación se
determina basándose en un ajuste a escala necesario del paso de
cuantificación de referencia.
La figura 8 muestra un procedimiento 800 de
ejemplo para generar datos comprimidos cuando se genera por
adelantado un flujo de bits cuantificado. En el procedimiento 800,
se accede (810) a un flujo de bits cuantificado generado utilizando
un paso de cuantificación de referencia. El flujo de bits
cuantificado se recuantifica (820) entonces utilizando un primer
paso de cuantificación para generar una primera descripción de datos
comprimidos, en el que el primer paso de cuantificación se
determina basándose en un primer ajuste a escala necesario del paso
de cuantificación de referencia.
La figura 9 muestra un procedimiento 900 de
ejemplo para generar múltiples descripciones de datos comprimidos
cuando un flujo de bits cuantificado se codifica adicionalmente para
generar un flujo de bits comprimido. En el procedimiento 900, se
genera (910) un flujo de bits cuantificado utilizando un paso de
cuantificación de referencia. El flujo de bits cuantificado se
codifica (920) entonces para generar un flujo de bits comprimido.
Para generar una descripción de datos comprimidos, se descodifica
(930) el flujo de bits comprimido en un flujo de bits cuantificado
descodificado. El flujo de bits cuantificado descodificado se
recuantifica (940) entonces utilizando un paso de cuantificación
para generar una descripción de datos comprimidos, en el que el
paso de cuantificación se determina basándose en un ajuste a escala
necesario del paso de cuantificación de referencia.
La figura 10 muestra un procedimiento 1000 de
ejemplo para generar datos comprimidos cuando se genera por
adelantado un flujo de bits cuantificado y se codifica
adicionalmente para generar un flujo de bits comprimido. En el
procedimiento 1000, se accede (1010) a un flujo de bits comprimido
generado por cuantificación utilizando un paso de cuantificación de
referencia. El flujo de bits comprimido se descodifica (1020) para
generar un flujo de bits cuantificado descodificado. El flujo de
bits cuantificado descodificado se recuantifica (1030) entonces
utilizando un paso de cuantificación para generar una descripción de
datos comprimidos, en el que el paso de cuantificación se determina
basándose en un ajuste a escala necesario del paso de cuantificación
de referencia.
Por consiguiente, pueden generarse diferentes
descripciones de datos comprimidos mediante recuantificación
utilizando un paso de cuantificación diferente. Más en particular,
supongamos que el paso de cuantificación de referencia A
corresponde al valor a. Si, por ejemplo, una aplicación objetivo
requiere un paso de cuantificación B superior que corresponde al
valor b o a un valor de cuantificación c superior que corresponde al
paso C, el paso de cuantificación para la recuantificación se
determinaría basándose en el ajuste a escala necesario del paso de
cuantificación de referencia. En este caso, sería b/a o c/a. En otro
ejemplo, una aplicación objetivo puede requerir una tasa de
transmisión de bits inferior a la tasa de transmisión de bits que
resulta del flujo de bits generado utilizando el paso de
cuantificación de referencia. Si el bit requerido inferior es la
mitad de la tasa de transmisión de bits actual, el paso de
cuantificación para la recuantificación puede ser 2/a. Ha de
indicarse aquí que pueden utilizarse otros factores de escala. Los
factores de escala pueden adaptarse para satisfacer los requisitos
de calidad y tasa de transmisión de bits.
Además, en técnicas de compresión que utilizan
DCT típica, el tamaño de cada bloque de datos es fijo. Una técnica
de compresión de imágenes dinámica que puede ofrecer una compresión
importante mientras conserva la calidad de las señales de imagen
utiliza bloques dimensionados de manera adaptativa y subbloques de
datos de coeficientes DCT codificados. Esta técnica se denominará
en lo sucesivo en el presente documento como la transformada de
coseno discreto de tamaño de bloque adaptativo (ABSDCT). Los tamaños
de bloque adaptativos se escogen para aprovechar la redundancia que
existe para información en una trama de datos de imagen. La técnica
se da a conocer en la patente estadounidense nº 5.021.891, titulada
"Adaptive Block Size Image Compression Method and
System". Las técnicas DCT también se dan a conocer en la
patente estadounidense nº 5.107.345, titulada "Adaptive Block
Size Image Compression Method and System" y el uso de la
técnica ABSDCT en combinación con una técnica de transformada
Quadtree discreta se comenta en la patente estadounidense nº
5.452.104, titulada "Adaptive Block Size Image Compression
Method and System". Los sistemas dados a conocer en estas
patentes utilizan codificación entre tramas, en la que cada trama
de una secuencia de imágenes se codifica sin tener en cuenta el
contenido de cualquier otra trama.
En general, cada una de las componentes de
luminancia y crominancia se pasa a un intercalador de bloques (no
mostrado). Un bloque 16x16 se presenta al intercalador de bloques,
que ordena las muestras de imagen dentro de los bloques 16x16 para
producir bloques y subbloques compuestos de datos para el análisis
DCT. La figura 11A muestra un ejemplo, en el que se aplica una DCT
16x16 para una primera ordenación, se aplican cuatro DCT 8x8 para
una segunda ordenación, se aplican 16 DCT 4x4 para una tercera
ordenación, y se aplican 64 DCT 2x2 para una cuarta ordenación. La
operación DCT reduce la redundancia espacial inherente en la fuente
de imagen. Una vez realizada la DCT, la mayor parte de la energía
de la señal de imagen tiende a concentrarse en unos pocos
coeficientes DCT.
Para el bloque 16x16 y cada subbloque, los
coeficientes transformados se analizan para determinar el número de
bits requeridos para codificar el bloque o subbloque. Entonces, el
bloque o la combinación de subbloques que requiere el menor número
de bits para codificar se escoge para representar el segmento de
imagen. La figura 11B muestra un ejemplo en el que se escogen dos
subbloques 8x8, seis subbloques 4x4, y ocho subbloques 2x2 para
representar el segmento de imagen. El bloque o combinación de
subbloques escogidos se disponen entonces apropiadamente en orden.
Los valores de coeficientes DCT pueden someterse entonces a un
procesamiento adicional tal como, pero sin limitarse a,
cuantificación y codificación de longitud variable. Por lo tanto, en
una realización, un sistema de compresión basado en DCT para
generar múltiples descripciones puede utilizar un algoritmo
ABSDCT.
Por consiguiente, se generan múltiples capas de
datos comprimidos para satisfacer los requisitos de aplicaciones
objetivo. Posteriormente, se extraen o recogen las capas necesarias
de las múltiples capas para proporcionar una descripción de datos
comprimidos específica para una aplicación objetivo.
Debería resultar evidente para los expertos en
la técnica que los elementos de los codificadores y/o servidores
pueden reorganizarse sin afectar a las operaciones. Además, las
realizaciones pueden implementarse mediante hardware, software,
firmware, middleware, microcódigo, o cualquier combinación de los
mismos. Cuando se implementan en software, firmware, middleware o
microcódigo, el código de programa o los segmentos de código para
realizar las tareas necesarias pueden almacenarse en un medio
legible por máquina respectivamente, o en un/unos
almacenamiento(s) separado(s) no mostrado(s).
Un segmento de código puede representar un procedimiento, una
función, un subprograma, un programa, una rutina, una subrutina, un
módulo, un paquete de software, una clase, o cualquier combinación
de instrucciones, estructuras de datos, o instrucciones de programa.
Un segmento de código puede acoplarse a otro segmento de código o a
un circuito de hardware que pasa y/o recibe información, datos,
argumentos, parámetros, o contenidos de memoria. Pueden pasarse,
reenviarse o transmitirse información, argumentos, parámetros,
datos, etc., a través de cualquier medio adecuado incluyendo
compartición de memoria, paso de mensajes, paso de tokens,
transmisión de red, etc.
Claims (23)
1. Un procedimiento para generar múltiples
descripciones de datos comprimidos a partir de datos de entrada, en
el que cada descripción está asociada con una aplicación objetivo,
comprendiendo el procedimiento:
acceder a un flujo de bits cuantificado generado
utilizando un paso de cuantificación de referencia, generándose
dicho flujo de bits cuantificado transformando los datos de entrada
en coeficientes y cuantificando los coeficientes utilizando el paso
de cuantificación de referencia; y
recuantificar el flujo de bits cuantificado
utilizando un primer paso de cuantificación para generar una primera
descripción de datos comprimidos asociada con una primera
aplicación objetivo, en el que el primer paso de cuantificación se
determina basándose en un primer ajuste a escala necesario del paso
de cuantificación de referencia, determinándose dicho primer ajuste
a escala necesario basándose en la primera aplicación objetivo.
2. El procedimiento según la reivindicación 1,
que comprende además:
recuantificar el flujo de bits cuantificado
utilizando un segundo paso de cuantificación para generar una
segunda descripción de datos comprimidos, en el que el segundo paso
de cuantificación se determina basándose en un segundo ajuste a
escala necesario del paso de cuantificación de referencia,
determinándose dicho segundo ajuste a escala necesario basándose en
una segunda aplicación objetivo.
3. El procedimiento según la reivindicación 1 o
la reivindicación 2, en el que acceder a un flujo de bits
cuantificado comprende:
generar un flujo de bits cuantificado utilizando
un paso de cuantificación de referencia, en el que la generación
comprende transformar los datos de entrada en coeficientes y
cuantificar los coeficientes utilizando el paso de cuantificación
de referencia.
4. El procedimiento según la reivindicación 3,
en el que generar el flujo de bits cuantificado comprende:
utilizar como el paso de cuantificación de
referencia un paso de cuantificación para generar un flujo de bits
comprimido de archivo.
5. El procedimiento según la reivindicación 3 o
la reivindicación 4, que comprende:
codificar el flujo de bits cuantificado;
descodificar el flujo de bits cuantificado
codificado; y
recuantificar el flujo de bits cuantificado
descodificado utilizando el primer paso de cuantificación para
generar la primera descripción de datos comprimidos asociada con la
primera aplicación objetivo.
6. El procedimiento según la reivindicación 5
cuando es dependiente de la reivindicación 2, que comprende
además:
recuantificar el flujo de bits cuantificado
descodificado utilizando el segundo paso de cuantificación para
generar la segunda descripción de datos comprimidos asociada con una
segunda aplicación objetivo.
7. El procedimiento según la reivindicación 5 ó
6, en el que generar el flujo de bits cuantificado comprende:
utilizar como el paso de cuantificación de
referencia un paso de cuantificación para generar un flujo de bits
comprimido de archivo.
8. El procedimiento según la reivindicación 1 o
la reivindicación 2, que comprende:
acceder al flujo de bits cuantificado comprimido
generado por la cuantificación utilizando el paso de cuantificación
de referencia, generándose dicho flujo de bits cuantificado
comprimido transformando los datos de entrada en coeficientes y
cuantificando los coeficientes utilizando el paso de cuantificación
de referencia;
descodificar el flujo de bits cuantificado
comprimido para generar un flujo de bits cuantificado descodificado;
y
recuantificar el flujo de bits cuantificado
descodificado utilizando el primer paso de cuantificación para
generar la primera descripción de datos comprimidos asociada con la
primera aplicación objetivo.
9. El procedimiento según la reivindicación 8,
en el que acceder al flujo de bits comprimido comprende:
acceder a un flujo de bits comprimido de archivo
generado utilizando como el paso de cuantificación de referencia un
paso de cuantificación para generar un flujo de bits comprimido de
archivo.
10. Aparato para generar múltiples descripciones
de datos comprimidos a partir de datos de entrada, en el que cada
descripción está asociada con una aplicación objetivo, comprendiendo
el aparato:
medios para acceder a un flujo de bits
cuantificado generado utilizando un paso de cuantificación de
referencia, generándose dicho flujo de bits cuantificado
transformando los datos de entrada en coeficientes y cuantificando
los coeficientes utilizando el paso de cuantificación de referencia;
y
medios (400; 600) para recuantificar el flujo de
bits cuantificado utilizando un primer paso de cuantificación para
generar una primera descripción de datos comprimidos asociada con
una primera aplicación objetivo, en el que el primer paso de
cuantificación se determina basándose en un primer ajuste a escala
necesario del paso de cuantificación de referencia, determinándose
dicho primer ajuste a escala necesario basándose en la primera
aplicación objetivo.
11. El aparato según la reivindicación 10, que
comprende además:
medios (400; 600) para recuantificar el flujo de
bits cuantificado utilizando un segundo paso de cuantificación para
generar una segunda descripción de datos comprimidos asociada con
una segunda aplicación objetivo, en el que el segundo paso de
cuantificación se determina basándose en un segundo ajuste a escala
necesario del paso de cuantificación de referencia, determinándose
dicho segundo ajuste a escala necesario basándose en una segunda
aplicación objetivo.
12. Aparato según la reivindicación 10 ó 11, en
el que los medios para acceder a un flujo de bits cuantificado
comprenden:
medios (300: 500) para generar un flujo de bits
cuantificado utilizando el paso de cuantificación de referencia,
generándose dicho flujo de bits cuantificado transformando los datos
de entrada en coeficientes y cuantificando los coeficientes
utilizando el paso de cuantificación de referencia; y
medios (400; 600) para recuantificar el flujo de
bits cuantificado utilizando el primer paso de cuantificación para
generar la primera descripción de datos comprimidos.
13. El aparato según la reivindicación 12, en el
que los medios (300: 500) para generar el flujo de bits cuantificado
comprenden:
medios para utilizar como el paso de
cuantificación de referencia un paso de cuantificación para generar
un flujo de bits comprimido de archivo.
14. Aparato según la reivindicación 12 ó 13 que
incluye:
un módulo (310; 510) de transformada configurado
para generar coeficientes de transformada a partir de datos de
entrada;
un módulo (320, 420; 520, 630) de cuantificación
acoplado al módulo (310; 510) de transformada, estando el módulo de
cuantificación configurado para cuantificar los coeficientes de
transformada utilizando un paso de cuantificación de referencia y
para recuantificar los coeficientes de transformada cuantificados
utilizando diferentes pasos de cuantificación para generar
múltiples descripciones de datos comprimidos, en el que cada uno de
los diferentes pasos de cuantificación se determina basándose en un
ajuste a escala necesario del paso de cuantificación de
referencia.
15. El aparato según la reivindicación 14, en el
que el módulo de cuantificación comprende:
un primer módulo (320; 520) de cuantificación
configurado para cuantificar los coeficientes de transformada
utilizando el paso de cuantificación de referencia; y
un segundo módulo (420; 630) de cuantificación
configurado para recuantificar los coeficientes de transformada
cuantificados utilizando los diferentes pasos de cuantificación.
16. Aparato según una cualquiera de las
reivindicaciones 10 a 15, que comprende:
un medio (410; 610) de almacenamiento
configurado para almacenar el flujo de bits cuantificado generado
utilizando el paso de cuantificación de referencia; y
un módulo (420; 630) de cuantificación acoplado
al medio (410; 610) de almacenamiento y configurado para
recuantificar el flujo de bits cuantificado utilizando diferentes
pasos de cuantificación para generar múltiples descripciones de
datos comprimidos asociadas con diferentes aplicaciones objetivo, en
el que cada uno de los diferentes pasos de cuantificación se
determina basándose en un ajuste a escala necesario del paso de
cuantificación de referencia, determinándose dicho ajuste a escala
necesario basándose en una aplicación objetivo deseada.
17. El aparato según la reivindicación 16, en el
que el medio (410; 610) de almacenamiento está configurado para
almacenar un flujo de bits comprimido de archivo como el flujo de
bits comprimido.
18. El aparato según la reivindicación 12 ó 13
para generar múltiples descripciones de datos comprimidos, que
comprende:
medios (530) para codificar el flujo de bits
cuantificado;
medios (620) para descodificar el flujo de bits
cuantificado codificado; y medios (630) para recuantificar el flujo
de bits cuantificado descodificado utilizando el primer paso de
cuantificación para generar la primera descripción de datos
comprimidos asociada con la primera aplicación objetivo.
19. Aparato según la reivindicación 18, para
generar múltiples descripciones de datos comprimidos, en el que:
dichos medios para generar un flujo de bits
cuantificado comprenden un módulo (520, 630) de cuantificación
configurado para generar un flujo de bits cuantificado utilizando un
paso de cuantificación de referencia;
dichos medios para codificar comprenden un
módulo (530) de codificación acoplado al módulo de cuantificación y
configurado para codificar el flujo de bits cuantificado; y
dichos medios para descodificar comprenden un
módulo (620) de descodificación configurado para descodificar el
flujo de bits cuantificado codificado;
en el que el módulo (520; 630) de cuantificación
está configurado para recuantificar el flujo de bits cuantificado
descodificado utilizando diferentes pasos de cuantificación para
generar múltiples descripciones de datos comprimidos, en el que
cada uno de los pasos de cuantificación se determina basándose en un
ajuste a escala necesario del paso de cuantificación de
referencia.
20. El aparato según la reivindicación 19, en el
que el módulo de cuantificación comprende:
un primer módulo (520) de cuantificación
configurado para generar el flujo de bits cuantificado utilizando
el paso de cuantificación de referencia; y
un segundo módulo (630) de cuantificación
configurado para recuantificar el flujo de bits cuantificado
descodificado utilizando los diferentes pasos de cuantificación
para generar las múltiples descripciones de datos comprimidos.
21. Aparato según la reivindicación 12 ó 13 para
generar datos comprimidos basándose en un flujo de bits cuantificado
codificado, comprendiendo el aparato:
medios para acceder a un flujo de bits
comprimido generado por cuantificación utilizando un paso de
cuantificación de referencia;
medios (620) para descodificar un flujo de bits
comprimido para generar un flujo de bits cuantificado descodificado;
y
medios (630) para recuantificar el flujo de bits
cuantificado descodificado utilizando un primer paso de
cuantificación para generar una primera descripción de datos
comprimidos, en el que el primer paso de cuantificación se determina
basándose en un primer ajuste a escala necesario del paso de
cuantificación de referencia.
22. Aparato según la reivindicación 12 ó 13 para
generar múltiples descripciones de datos comprimidos basándose en
un flujo de bits cuantificado codificado, comprendiendo el
aparato:
un medio de almacenamiento configurado para
almacenar un flujo de bits comprimido generado por cuantificación
utilizando un paso de cuantificación de referencia;
un módulo (620) de descodificación configurado
para descodificar el flujo de bits comprimido; y
un módulo (630) de cuantificación configurado
para recuantificar el flujo de bits comprimido descodificado
utilizando diferentes pasos de cuantificación para generar múltiples
descripciones de datos comprimidos,
en el que cada uno de los pasos de
cuantificación se determina basándose en un ajuste a escala
necesario del paso de cuantificación de referencia.
23. El aparato según la reivindicación 22, en el
que el medio de almacenamiento está configurado para almacenar un
flujo de bits comprimido de archivo como el flujo de bits
comprimido.
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