ES2334894T4 - Procedimiento de descodificacion de imagenes y aparato relacionado. - Google Patents

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Abstract

Un procedimiento de descodificación de imágenes para descodificar información multiplexada que incluye señales de imagen de cada unidad, en el que la información que va a descodificarse incluye información común de todas las señales de imagen e información relacionada con las señales de imagen de cada unidad, estando caracterizado el procedimiento de descodificación de imágenes por:<br /><br />una etapa de desmultiplexación para desmultiplexar la información común de todas las señales de imagen y la información relacionada con las señales de imagen de cada unidad a partir de la información multiplexada;<br /><br />una etapa de descodificación plural para descodificar la información común desmultiplexada de todas la señales de imagen usando una pluralidad de procedimientos de descodificación; y<br /><br />una etapa de descodificación común para descodificar la información desmultiplexada relacionada con las señales de imagen de cada unidad usando un procedimiento de descodificación de longitud variable que es común a cada unidad, que usa una única tabla de códigos o una pluralidad de tablas de códigos, o un procedimiento de descodificación aritmética.

Description

Procedimiento de descodificación de imágenes y aparato relacionado.
Campo técnico
La presente invención se refiere a un procedimiento de codificación de imágenes y a un procedimiento de descodificación de imágenes y, en particular, a una técnica de codificación, a una técnica de descodificación y a aparatos relacionados en relación con la compresión de datos destinada a grabar/transmitir señales de imagen de una manera eficaz.
Técnica anterior
En la era multimedia, que está totalmente enfocada al audio, vídeo y a otros contenidos, los medios de información existentes, es decir, periódicos, revistas, televisión, radio, teléfono y otros medios que transmiten la información a las personas, han entrado recientemente dentro del ámbito multimedia. Por lo general, el término multimedia hace referencia a algo que se representa asociando no solamente caracteres, sino también gráficos, voz y especialmente imágenes, etc., de manera conjunta, pero para incluir a los medios de información existentes mencionados anteriormente en el ámbito multimedia, un prerrequisito necesario es representar tal información de forma digital.
Sin embargo, cuando se calcula la cantidad de información contenida en cada uno de los medios de información mencionados anteriormente como la cantidad de información digital, mientras que la cantidad de información por carácter es de 1\sim2 bytes en el caso de los caracteres, la cantidad de información requerida es de 64 kbits o más por segundo en el caso de la voz (calidad telefónica) y de 100 Mbits o más por segundo en el caso de imágenes en movimiento (calidad de recepción de televisión actual), y no es viable para los medios de información mencionados anteriormente manejar tal enorme cantidad de información cuando está en forma digital. Por ejemplo, aunque ya se utilizan videoteléfonos mediante la red digital de servicios integrados (RDSI) que ofrece una velocidad de transmisión de 64 Kbps \sim 1,5 Mbps, no resulta práctico transmitir vídeos de televisiones o de cámaras directamente a través de la RDSI.
Dentro de este contexto, las técnicas de compresión de información se han vuelto necesarias y las técnicas de compresión de imágenes en movimiento compatibles con las normas H.261 y H.263 recomendadas por la ITU-T (Sector de Normalización de las Telecomunicaciones de la Unión Internacional de Telecomunicaciones, International Telecommunication Union-Telecommunication Standardization Sector) se utilizan para los videoteléfonos, por ejemplo. Además, según las técnicas de compresión de información compatibles con la norma MPEG-1, es posible almacenar información de imágenes en un CD de música convencional (disco compacto) junto con información de sonido.
En este documento, MPGEG (grupo de expertos en imágenes en movimiento, Moving Picture Experts Group) es una norma internacional de compresión digital de señales de imagen en movimiento, y MPEG-1 es una norma para comprimir información de señales de televisión aproximadamente a una centésima parte, de manera que las señales de imagen en movimiento pueden transmitirse a una velocidad de 1,5 Mbps. Además, puesto que la velocidad de transmisión dentro del ámbito de la norma MPEG-1 está limitada principalmente a 1,5 Mpbs aproximadamente, MPEG-2, que se normalizó para satisfacer los requisitos de una calidad de imagen mejorada, permite una transmisión de datos con una calidad equivalente a una emisión televisiva a través de la cual las señales de imagen en movimiento se transmiten a una velocidad de 2\sim15 Mpbs.
Además, MPEG-4, que proporciona una mayor relación de comprensión, se ha normalizado mediante el grupo de trabajo (ISO/IEC JTC1/SC29/WG11) el cual se ocupó de la normalización de MPEG-1 y MPEG-2. No solamente es posible realizar una codificación altamente eficaz a una baja velocidad binaria, sino que MPEG-4 utiliza una técnica potente de resistencia a los errores que disminuye la degradación de la calidad de la imagen, desde un punto de vista subjetivo, incluso cuando se produce un error en el canal de transmisión.
Por otro lado, en la codificación de imágenes existente, tal como H.263 y MPEG-4, se realiza una variedad de procesamientos de conversión/compresión de señales para una señal de imagen con el fin de convertir tal señal de imagen en varios tipos de valores y después se realiza una codificación de longitud fija o una codificación de longitud variable según tablas de códigos que se seleccionan adecuadamente según el significado de cada valor convertido. Generalmente, cuando se realiza la codificación, aumenta la relación de compresión asignando una palabra de código de una longitud de código corta a un código que aparece con gran frecuencia y asignando una palabra de código de una longitud de código larga a un código aparece con poca frecuencia. Puesto que los valores convertidos a través del procesamiento de conversión/compresión de señales tienen una frecuencia de aparición diferente dependiendo de los significados que tales valores indican, la relación de compresión de la codificación de imágenes aumenta seleccionando de manera apropiada tablas de códigos que describan palabras de códigos correspondientes a tales valores. En la descodificación de imágenes convencional realizada conjuntamente con la codificación de imágenes convencional, se realiza una descodificación apropiada usando las mismas tablas de códigos usadas en la codificación de imágenes.
La fig. 1 es un diagrama de bloques funcional que muestra unidades relacionadas con la funcionalidad de codificación de un aparato 500 de codificación de imágenes existente. Tal y como se ilustra en la fig. 1, el aparato 500 de codificación de imágenes comprende una unidad 501 de codificación de cabecera/trama, una unidad 502 de análisis sintáctico, una unidad 503 de codificación de longitud fija/longitud variable y una unidad 504 de selección de tablas de códigos.
La unidad 501 de codificación de cabecera/trama adquiere una señal de imagen en movimiento Ventrada y genera información de cabecera, que es información común a todas las imágenes, e información de señal de imagen en movimiento de cada trama según tal señal de imagen en movimiento Ventrada.
Más específicamente, la unidad 501 de codificación de cabecera/trama genera, como información de cabecera, un parámetro de cabecera (inf_C, no ilustrado en el diagrama) que es información común a la cabecera, un valor de código de cabecera (InfVal_C) que es el parámetro de cabecera convertido a un valor, y una señal de estructura sintáctica de cabecera (Sintx_C) que indica el significado del valor de código de cabecera, transmite tal señal de estructura sintáctica de cabecera (Sintx_C) a la unidad 502 de análisis sintáctico y transmite el valor de código de cabecera (InfVal_C) a la unidad 503 de codificación de longitud fija/longitud variable. Además, la unidad 501 de codificación de cabecera/trama genera, como información de señal de imagen de cada trama, un valor de código de trama (InfVal_T) que es un valor que se obtiene como resultado de codificar la señal de imagen de cada trama y una señal de estructura sintáctica de trama (Sintx_T) que indica el significado del valor de código de trama, transmite tal señal de estructura sintáctica de trama (Sintx_T) a la unidad 502 de análisis sintáctico y transmite el valor de código de trama (InfVal_T) a la unidad 503 de codificación de longitud fija/longitud variable. Obsérvese que en la fig. 1, el valor de código de cabecera (InfVal_C) y el valor de código de trama (InfVal_T) se denominan de manera colectiva como "InfVal_X" y que la señal de estructura sintáctica de cabecera (Sintx_C) y la señal de estructura sintáctica de trama (Sintx_T) se denominan de manera colectiva como "Sintx_X".
La unidad 502 de análisis sintáctico genera una señal de selección de tablas de códigos (Sel_C o Sel_T) basándose en la señal de estructura sintáctica de cabecera (Sintx_C) o en la señal de estructura sintáctica de trama (Sintx_T) y la transmite a la unidad 504 de selección de tablas de códigos. Dicho de otro modo, la unidad 502 de análisis sintáctico genera una señal de selección de tablas de códigos (por ejemplo, Sel_C1\simSel_C3 o Sel_T1\simSel_T3) para seleccionar una tabla de códigos apropiada a partir de una pluralidad de tablas de códigos basándose en un valor indicado por una señal de estructura sintáctica de cabecera o por una señal de estructura sintáctica de trama. Obsérvese que en la fig. 1 las señales de selección de tablas de códigos (Sel_C y Sel_T) se denominan de manera colectiva como "Sel_X".
La unidad 503 de codificación de longitud fija/longitud variable genera una señal codificada de imagen (Flj) basándose en el valor de código de cabecera (InfVal_C) y en el valor de código de trama (InfVal_T). De manera más especifica, el valor de código de cabecera (InfVal_C) se descompone en valores de código de cabecera de unidad (Val_C: por ejemplo, Val_C1\simVal_C3) que son las unidades de codificación básicas. Después, la unidad 504 de selección de tablas de códigos selecciona tablas de códigos basándose en estos valores de código de cabecera de unidad para obtener palabras de código de cabecera (Código_C) y se genera un flujo de cabecera (Flj_C) combinando entre si el valor de código de cabecera (InfVal_C) y las palabras de código de cabecera (Código_C). Además, la unidad 503 de codificación de longitud fija/longitud variable descompone el valor de código de trama (InfVal_T) en valores de código de trama de unidad (Val_T: por ejemplo, Val_T1\simVal_T3) que son las unidades de codificación básicas, selecciona tablas de códigos en la unidad 504 de selección de tablas de códigos basándose en estos valores de código de trama de unidad para obtener palabras de código de trama (Código T) y genera un flujo de trama (Flj_T) combinando entre si el valor de código de trama (InfVal_T) y las palabras de código de trama (Código_T). Además, la unidad 503 de codificación de longitud fija/longitud variable multiplexa el flujo de cabecera (Flj_C) y el flujo de trama (Flj_T) para generar una señal codificada de imagen (Flj). Obsérvese que en la fig. 1 los valores de código de cabecera de unidad (Val_C) y los valores de código de trama de unidad (Val_T) se denominan de manera colectiva como "Val_X" y que las palabras de código de cabecera (Código_C) y las palabras de código de trama (Código_T) se denominan de manera colectiva como "Código_X".
Tal y como se ha descrito anteriormente, la unidad 504 de selección de tablas de códigos selecciona tablas de códigos basándose en la señal de selección de tablas de códigos Sel_X y en los valores de código de cabecera de unidad o en los valores de código de trama de unidad, genera las palabras de código de cabecera o las palabras de código de trama según tales tablas de códigos seleccionadas y las transmite a la unidad 503 de codificación de longitud fija/longitud variable.
La fig. 2 es un diagrama que muestra una estructura de flujo de una señal codificada de imagen convencional. La señal codificada de imagen Flj comprende datos de trama DatosTrm, en los que se almacena la información de señal de imagen de cada trama que forma la imagen, y una cabecera de secuencia CbcrSec que es información común a cada trama. Los elementos de información que forman la cabecera de secuencia CbcrSec son una señal de sincronización SincSec para la sincronización entre la transmisión y la recepción, un tamaño de imagen Tamaño de cada trama y una velocidad de trama VelTrm. Por otro lado, los datos de trama DatosTrm están formados por datos de macrobloque MB específicos a los macrobloques que forman una trama y por una cabecera de trama CbcrTrm que son datos comunes a cada macrobloque. La cabecera de trama CbcrTrm está formada por una señal de sincronización SincTrm para la sincronización entre tramas y por un número de trama NTrm que indica el momento en el que se visualiza la trama. Además, los datos de macrobloque MB están formados por un indicador de codificación Cod que indica si tal macrobloque está codificado o no, por un modo de codificación de macrobloque Modo que indica un procedimiento de codificación que se usará para cada macrobloque y, cuando se realice la codificación junto con la compensación de movimiento, por información de movimiento MV que indica la cantidad de tal movimiento, y por datos de valor de píxel Coef que son datos codificados para cada píxel.
La fig. 3 es un diagrama de bloques funcional que muestra unidades relacionadas con la funcionalidad de descodificación de un aparato 600 de descodificación de imágenes existente. En este diagrama se asignan los mismos números a las configuraciones que ofrecen las mismas funciones y a las señales que tienen los mismos significados que los del diagrama funcional del aparato 500 de codificación de imágenes existente ilustrado en la fig. 1, por lo que se omitirán explicaciones de las mismas.
Una unidad 601 de descodificación de longitud fija/longitud variable divide la señal codificada de imagen Flj en el flujo de cabecera (Flj_C) y en el flujo de trama (Flj_T). Además, la unidad 601 de descodificación de longitud fija/longitud variable descompone el flujo de cabecera (Flj_C) en palabras de código de cabecera Código_C (por ejemplo Código_C1\simCódigo_C3), que son unidades de descodificación básicas, para obtener, en una unidad 602 de selección de tablas de códigos, los valores de código de cabecera de unidad (Val_C) correspondientes a las palabras de código de cabecera (Código_C) y genera el valor de código de cabecera (InfVal_C) combinándolos. Además, la unidad 601 de descodificación de longitud fija/longitud variable, como en el caso del flujo de cabecera (Flj_C) anterior, descompone el flujo de trama (Flj_T) en palabras de código de trama Código_T (por ejemplo, Código_T1\simCódigo_T3), que son unidades de descodificación básicas, para obtener, en la unidad 602 de selección de tablas de códigos, los valores de código de trama de unidad Val_T correspondientes a las palabras de código de trama Código_T y genera el valor de código de trama (InfVal_T) combinándolos.
Una unidad 603 de descodificación de cabecera/trama descodifica el valor de código de cabecera (InfVal_C) para descomprimir la información de cabecera y transmite el parámetro de cabecera (inf_C, no ilustrado en el diagrama), que es información común a la cabecera, y la señal de estructura sintáctica de cabecera (Sintx_C), que indica la característica del siguiente valor de código de cabecera. En este caso, la señal de estructura sintáctica de cabecera (Sintx_C) es información que indica el significado de la siguiente palabra de código que se necesita para descodificar tal siguiente palabra de código de la cabecera. Además, la unidad 603 de descodificación de cabecera/trama, como en el caso del valor de código de cabecera (InfVal_C) anterior, descomprime el valor de código de trama InfVal_T de cada trama y transmite la señal de estructura sintáctica de trama Sintx_T y una señal de imagen en movimiento descodificada Vsalida.
Una unidad 604 de análisis sintáctico transmite una señal de selección de tablas de códigos (Sel_C) para conmutar una salida de la unidad 602 de selección de tablas de códigos según la señal de estructura sintáctica de cabecera (Sintx_C) con el fin de descodificar la siguiente palabra de código de la cabecera. Dicho de otro modo, la unidad 604 de análisis sintáctico genera la señal de selección de tablas de códigos (Sel_C) para conmutar a una tabla de códigos apropiada de una pluralidad de tablas de códigos según un valor indicado por la señal de estructura sintáctica de cabecera (Sintx_C). Además, la unidad 604 de análisis sintáctico, como en el caso de la señal de estructura sintáctica de cabecera (Sintx_C) anterior, transmite una señal de selección de tablas de códigos (Sel_T) según la señal de estructura sintáctica de trama (Sintx_T).
En este caso, la señal de estructura sintáctica de trama Sintx_T es información que indica la característica de la siguiente palabra de código que se necesita para descodificar tal siguiente palabra de código. La unidad 604 de análisis sintáctico transmite la señal de selección de tablas de códigos Sel_T para conmutar una salida de la unidad de selección de tablas de códigos según la señal de estructura sintáctica de trama Sintx_T con el fin de descodificar la siguiente palabra de código. Dicho de otro modo, la unidad 604 de análisis sintáctico genera la señal de selección de tablas de códigos Sel_T para conmutar a una tabla de códigos apropiada de una pluralidad de tablas de códigos según un valor indicado por la señal de estructura sintáctica de trama Sintx_T. Obsérvese que la fig. 3 también usa "InfVal_X", "Sintx_X", "Sel_X", "Val_X", "Código_X" como nombres genéricos comunes a las señales relacionadas con la información de cabecera y con la información de señal de imagen de cada trama, como en el caso de la fig. 1 descrita anteriormente.
Obsérvese que los flujos de cabecera Flj_C descritos anteriormente ilustrados en la fig. 1 y en la fig. 3 corresponden a la cabecera de secuencia CbcrSec o a la combinación de la cabecera de secuencia CbcrSec y la cabecera de trama CbcrTrm, y que los flujos de trama Flj_T corresponden respectivamente a los datos de trama DatosTrm o a los datos de macrobloque MB ilustrados en la estructura de flujo de la señal codificada de imagen convencional de la fig. 2.
Por otro lado, tal aparato de codificación de imágenes existente y tal aparato de descodificación de imágenes existente descritos anteriormente requieren una pluralidad de tablas de códigos con el fin de aumentar la relación de compresión y ahí se genera el problema de que (1) el procesamiento para conmutar las tablas de códigos se vuelve complicado. Aunque esto no plantea un problema particular cuando la codificación/descodificación se realiza en un ordenador de alto rendimiento/gran capacidad, es difícil realizar esto en un terminal móvil y similares con poca memoria/baja capacidad de computación. En particular, puesto que las tablas de códigos se conmutan frecuentemente según la señal de estructura sintáctica (Sintx_X) en las unidades 504 y 602 de selección de tablas de códigos del aparato de codificación de imágenes existente y del aparato de descodificación de imágenes existente, el procesamiento para conmutar tablas de códigos puede complicarse.
Por otro lado, hay dos tipos de codificación de longitud variable que son la codificación Huffman, en la que la codificación se realiza usando una tabla de códigos que es relativamente fácil de descodificar, y la codificación aritmética, que implica un procesamiento de codificación/descodificación complejo pero que ofrece una compresión altamente eficaz. La codificación aritmética es un tipo de codificación de longitud variable, y una probabilidad usada para la codificación/descodificación en la codificación aritmética corresponde a una tabla de código. Sin embargo, cuando la codificación Huffman y la codificación aritmética residen conjuntamente en el mismo flujo de una manera complicada, existe el problema de que para terminal móvil y similar mencionado anteriormente es difícil realizar esto ya que el procesamiento para conmutar entre la codificación Huffman y la codificación aritmética durante el transcurso de la codificación y la descodificación es sumamente complicado.
El documento JP WO99/22525 A desvela un procedimiento de codificación de imágenes y un aparato de codificación de imágenes que están adaptados para reducir la cantidad de información de sobrecarga. Por lo tanto, se desvela una unidad de valoración del modo de codificación que proporciona dos tablas de modo de codificación y números de identificación de modos de codificación que pueden seleccionarse para una imagen que va a codificarse. Según una información de selección de tablas de modo de codificación, se selecciona una de las dos tablas de modo de codificación de manera que se elige un modo de codificación con una eficacia de codificación mejorada de entre una pluralidad de modos de codificación.
Nobutaka Kuroki et al. desvela en "Lossless image compression by two-dimensional linear prediction with variable coefficients" en IEICE Transactions of Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciencies, Engineering Sciences Society, Tokio, JP, vol. E75-A, número 7, 1 de julio de 1992 (01/07/1992), páginas 882 a 889, un procedimiento de compresión de imágenes sin pérdidas basado en una predicción lineal bidimensional con coeficientes variables. El procedimiento utiliza un modelo autorregresivo que varia en el espacio. Se desvela un procedimiento de conmutación para tablas de codificación con el fin de conseguir una mayor relación de compresión. Para la codificación, el error cuadrático medio entre el valor previsto y el valor real se calcula en el área local. Este valor se usa para conmutar la tabla de codificación en cada píxel para adaptarla a las características estadísticas locales de una imagen.
La solicitud de patente europea 0 720 379 A2 desvela un procedimiento de codificación en donde se selecciona un procedimiento de codificación con una eficacia de codificación satisfactoria comparando las longitudes de código previstas finales para procedimientos de codificación plurales antes de la operación de codificación real. Con el fin de superar los inconvenientes de la codificación Huffman o de la codificación aritmética dinámica para códigos de longitud variable, se sugiere evaluar el píxel objetivo codificado y seleccionar un procedimiento de codificación basado en una longitud de código prevista.
Jilai He et al. desvela en "On the Application of Turbo Codes to the Robust Transmission of compressed images", Image Processing, 1997, Proceedings, conferencia internacional de Santa Bárbara, CA, USA del 26 al 29 de octubre de 1997, Los Alamitos, CA, USA, IEEE COMPUT. SOC, US 26 de octubre de 1997 (26/10/1997), páginas 559 a 562, un sistema de transmisión de imágenes que usa turbo códigos, que son una clase de códigos concatenados paralelos. Se sugiere usar un código Reed Solomon para proteger la información de cabecera ya que es critica para la reconstrucción de la imagen.
La presente invención se ha concebido para solucionar el problema anterior y un objeto de la presente invención es proporcionar procedimientos de codificación de imágenes y procedimientos de descodificación de imágenes que permitan a los terminales móviles y similares con poca memoria/baja capacidad de computación llevar a cabo una compresión de datos equivalente a la compresión de datos convencional.
Descripción de la invención
La presente invención es un procedimiento de codificación de imágenes para codificar información que incluye señales de imagen de cada unidad, en el que la información que va a codificarse incluye información común de todas las señales de imagen e información relacionada con las señales de imagen de cada unidad, comprendiendo el procedimiento de codificación de imágenes: una etapa de codificación plural para codificar la información común de todas las señales de imagen usando una pluralidad de procedimientos de codificación; una etapa de codificación común para codificar la información relacionada con las señales de imagen de cada unidad usando un procedimiento de codificación de longitud variable, que es común a cada unidad, o un procedimiento de codificación aritmética; y una etapa de multiplexación para multiplexar la información común codificada de todas las señales de imagen y la información codificada relacionada con las señales de imagen de cada unidad.
Además, la presente invención es un procedimiento de descodificación de imágenes para descodificar información multiplexada que incluye señales de imagen de cada unidad, en el que la información que va a descodificarse incluye información común de todas las señales de imagen e información relacionada con las señales de imagen de cada unidad, comprendiendo el procedimiento de descodificación de imágenes: una etapa de desmultiplexación para desmultiplexar la información común de todas las señales de imagen y la información relacionada con las señales de imagen de cada unidad a partir de la información multiplexada; una etapa de descodificación plural para descodificar la información común desmultiplexada de todas las señales de imagen usando una pluralidad de procedimientos de descodificación; y una etapa de descodificación común para descodificar la información desmultiplexada relacionada con las señales de imagen de cada unidad usando un procedimiento de descodificación de longitud variable, que es común a cada unidad, o un procedimiento de descodificación aritmética.
Breve descripción de los dibujos
La fig. 1 es un diagrama de bloques funcional que muestra unidades relacionadas con la funcionalidad de codificación del aparato 500 de codificación de imágenes existente.
La fig. 2 es un diagrama que muestra una estructura de flujo de una señal codificada de imagen convencional.
La fig. 3 es un diagrama de bloques funcional que muestra unidades relacionadas con la funcionalidad de descodificación del aparato 600 de descodificación de imágenes existente.
La fig. 4 es un diagrama de bloques funcional que muestra unidades relacionadas con la funcionalidad de codificación de un aparato de codificación de imágenes según la primera realización.
La fig. 5 es un diagrama de estructura de flujo que muestra una señal codificada de imagen codificada en el diagrama de bloques funcional del aparato de codificación de imágenes ilustrado en la fig. 4.
La fig. 6A es un diagrama de estructura de datos que muestra datos de trama generales.
La fig. 6B es un diagrama de estructura de datos que muestra los datos de trama anteriores con una estructura de secciones.
La fig. 7A es una tabla de códigos de ejemplo usada cuando se realiza una codificación de longitud variable en el aparato de codificación de imágenes.
La fig. 7B es una tabla de códigos de ejemplo usada cuando se realiza una codificación de longitud fija en el aparato de codificación de imágenes.
La fig. 8 es un diagrama de bloques funcional que muestra unidades relacionadas con la funcionalidad de descodificación de un aparato de descodificación de imágenes según la primera realización.
La fig. 9 es un diagrama de flujo que muestra un flujo del proceso de codificación del aparato de codificación de imágenes según la primera realización.
La fig. 10 es un diagrama de bloques funcional relacionado con la funcionalidad de codificación de un aparato de codificación de imágenes según la segunda realización.
La fig. 11 es un diagrama de bloques funcional relacionado con la funcionalidad de descodificación de un aparato de descodificación de imágenes según la segunda realización.
La fig. 12 es un diagrama de bloques funcional que muestra unidades relacionadas con la funcionalidad de codificación del aparato de codificación de imágenes que separa la información de cabecera y la información de señal de imagen individual y realiza la codificación para cada tal información.
La fig. 13 es un diagrama de bloques funcional que muestra unidades relacionadas con la funcionalidad de descodificación de un aparato de descodificación de imágenes asociado con el aparato de codificación de imágenes ilustrado en la fig. 12.
La fig. 14 son diagramas que muestran tablas enumeran los procedimientos de codificación de la primera realización y de la segunda realización.
La fig. 15A es un diagrama que muestra un formato físico de ejemplo de un disco flexible, el cual es un medio de grabación en la tercera realización.
La fig. 15B es un diagrama que muestra una vista externa del disco flexible visto desde delante, una vista en sección transversal esquemática del mismo y el disco flexible.
La fig. 15C es un diagrama que muestra una estructura de un sistema de ejemplo para grabar y reproducir un programa en el disco flexible.
La fig. 16 es un diagrama de bloques que muestra una visión general de un sistema de suministro de contenidos para llevar a cabo el servicio de distribución de contenidos según la cuarta realización.
La fig. 17 es una vista externa de ejemplo de un teléfono móvil.
La fig. 18 es un diagrama de configuración funcional de ejemplo del teléfono móvil.
La fig. 19 es un diagrama de estructura de sistema de ejemplo de un sistema de radiodifusión digital.
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Mejor modo de llevar a cabo la invención
A continuación se explican realizaciones preferidas según la presente invención con referencia a las figuras 4 a 19.
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Primera realización
La fig. 4 es un diagrama de bloques funcional que muestra unidades relacionadas con la funcionalidad de codificación de un aparato 10 de codificación de imágenes según la presente realización. En la fig. 4 se asignan los mismos números a las señales relacionadas con las mismas operaciones que las de las señales del aparato 500 de codificación de imágenes existente, por lo que se omitirán explicaciones de las mismas.
El aparato 10 de codificación de imágenes según la presente realización está caracterizado porque se utiliza una pluralidad de procedimientos de codificación para la cabecera, que es información común a todas las señales de imagen, y porque se utiliza un único procedimiento de codificación para la información relacionada con una señal de imagen de cada trama.
Obsérvese que esta memoria descriptiva proporciona explicaciones para las tramas, pero los campos sustituyen a las tramas en el caso de una señal de imagen entrelazada.
Obsérvese que las configuraciones para generar y codificar información de cabecera, que es información común a todas las señales, y que las operaciones de las mismas son idénticas a las del aparato 500 de codificación de imágenes existente explicado anteriormente e ilustrado en la fig. 1.
Tal y como se ilustra en la fig. 4, el aparato 10 de codificación de imágenes incluye de manera novedosa una unidad 13 de codificación de tramas y una unidad 16 de codificación de longitud variable en comparación con el aparato 500 de codificación de imágenes existente descrito anteriormente. Obsérvese que una unidad 17 de multiplexación se realiza omitiendo algunas de las funciones de la unidad 503 de codificación de longitud fija/longitud variable del aparato 500 de codificación de imágenes existente mencionado anteriormente.
La unidad 13 de codificación de tramas, que es una unidad que genera información de señal de imagen individual a partir de una señal de imagen en movimiento Ventrada, transmite a la unidad 16 de codificación de longitud variable un valor de código de trama InfVal_T que es un valor que se obtiene como resultado de codificar la información de señal de imagen de cada trama con referencia a un parámetro de cabecera Inf_C.
La unidad 16 de codificación de longitud variable descompone el valor de código de trama InfVal_T en valores de código de trama de unidad Val_T, que son unidades de codificación básicas, convierte tales valores de código de trama de unidad Val_T en palabras de código de trama Código_T usando solamente una tabla 16a de códigos y genera un flujo de trama Flj_T combinando tales palabras de código de trama convertidas. Por consiguiente, un único procedimiento de codificación que se usa de manera común a todas las tramas se utiliza para la información relacionada con una señal de imagen de cada trama, sin conmutar entre procedimientos de codificación según diferentes sintaxis como en el caso convencional.
La unidad 17 de multiplexación multiplexa el flujo de cabecera Flj_C y el flujo de trama Flj_T y genera una señal codificada de imagen Flj.
La fig. 5 es un diagrama de estructura de flujo que muestra la señal codificada de imagen Flj en el aparato 10 de codificación de imágenes para la que se ha realizado la codificación en el diagrama de bloques funcional ilustrado en la fig. 4. Tal y como se ilustra en la fig. 5, tal flujo está formado por una cabecera de secuencia CbcrSec y por una pluralidad de datos de trama DatosTrm. En este caso, la cabecera de secuencia CbcrSec es información común a todas las señales de imagen y los datos de trama DatosTrm son un fragmento de datos que se codifica usando solamente la tabla 16a de códigos.
Obsérvese que la cabecera de secuencia CbcrSec y los datos de trama DatosTrm no tienen que transmitirse necesariamente de manera consecutiva dentro del mismo flujo y, por lo tanto, cada uno de ellos puede transmitirse en un flujo diferente siempre que la cabecera de secuencia CbcrSec pueda reconocerse primero en el lado del aparato de descodificación.
La fig. 6 es un diagrama de estructura de datos que muestra los datos de trama ilustrados en la fig. 5.
La fig. 6A es un diagrama de estructura de datos que muestra datos de trama DatosTrm generales. En este caso se muestra un caso de ejemplo en el que la cabecera de trama CbcrTrm de los datos de trama DatosTrm se codifica usando una pluralidad de procedimientos de codificación (tablas de códigos) como información común de todas las señales de imagen, mientras que los datos de macrobloque MB se codifican usando un único procedimiento de codificación (por ejemplo, solamente la tabla 16a de códigos). En este caso, puesto que los datos de macrobloque MB que ocupan la mayor parte del flujo se codifican usando un único procedimiento de codificación (por ejemplo, solamente la tabla 16a de códigos) en la codificación/descodificación, no es necesario un procesamiento para conmutar procedimientos de codificación (tablas de códigos), lo cual es necesario en el caso convencional, lo que significa que es posible obtener un aparato de codificación de imágenes simplificado que tenga una funcionalidad equivalente a la del aparato de codificación de imágenes existente.
Obsérvese que la cabecera de trama CbcrTrm y los datos de macrobloque MB no tienen que transmitirse necesariamente de manera consecutiva dentro del mismo flujo. Cada uno de ellos puede transmitirse de manera discontinua dentro de la misma trama o puede transmitirse en un flujo diferente siempre que la cabecera de trama CbcrTrm pueda reconocerse primero en el lado del aparato de descodificación.
En la estructura de flujo mostrada en la fig. 6A, la cabecera de trama CbcrTrm de los datos de trama DatosTrm se describe como información común de todas las señales de imagen. Sin embargo, obsérvese que cuando una trama se genera combinando adicionalmente una pluralidad de macrobloques, como se observa en la estructura de secciones de MPEG-1 y MPEG-2 así como en la estructura de paquetes de vídeo de MPEG-4, y cuando tal información común (cabecera) como una señal de sincronización se coloca al principio de tal combinación de macrobloques, la cabecera de la combinación de los macrobloques puede configurarse como información común a todas las señales de imagen y los datos de imagen distintos a la cabecera pueden codificarse usando una única tabla 16a de códigos. Tal trama formada por la combinación de los macrobloques se denomina como una sección (Sección).
La fig. 6b es la estructura de datos de datos de trama con la estructura de secciones mencionada anteriormente. Una cabecera de sección CbcrSección se define como información común a todas las señales de imagen y se codifica usando una pluralidad de tablas de códigos, y los datos de macrobloque de cada sección Sección se codifican usando una única tabla 16a de códigos. Obsérvese que la cabecera de sección CbcrSección y los datos de macrobloque MB no tienen que transmitirse necesariamente de manera consecutiva dentro del mismo flujo. Cada uno de ellos puede transmitirse de manera discontinua dentro del mismo flujo o puede transmitirse en un flujo diferente siempre que la cabecera de sección CbcrSección pueda reconocerse primero en el lado del aparato de descodificación.
La fig. 7 muestra ejemplos de una tabla de códigos usada en la presente realización. La fig. 7A es una tabla de códigos de ejemplo usada cuando se realiza una codificación de longitud variable en el aparato 10 de codificación de imágenes. Tal y como se ilustra en la fig. 7A, la longitud de código de las palabras de código correspondientes a los datos "0" \sim "2", los cuales aparecen con gran frecuencia, es menor, y la longitud de código de las palabras de código correspondientes a "3" \sim "6", que aparecen con poca frecuencia, es mayor.
Por otro lado, la fig. 7B es una tabla de códigos de ejemplo cuando se realiza una codificación de longitud fija en el aparato 10 de codificación de imágenes. Tal y como muestra la fig. 7B, las longitudes de código de las palabras de código correspondientes a cada dato son idénticas, pero la longitud de código de las palabras de código se vuelve mayor con el aumento en el número máximo de tramas que han de memorizarse.
La fig. 8 es un diagrama de bloques funcional que muestra unidades relacionadas con la funcionalidad de descodificación de un aparato 20 de descodificación de imágenes según la presente realización. El aparato 20 de descodificación de imágenes descodifica la señal codificada de imágenes Flj codificada por el aparato 10 de codificación de imágenes y transmite una señal de imagen en movimiento descodificada Vsalida. En la fig. 8 se asignan los mismos números a las señales relacionadas con las mismas operaciones que las de las señales del aparato 600 de descodificación de imágenes existente ilustrado en la fig. 3, por lo que se omitirán explicaciones de las mismas.
Obsérvese que las configuraciones para descodificar la información de cabecera es información común a todas las señales de imagen y que las operaciones de las mismas son idénticas a las del aparato 600 de descodificación de imágenes existente ilustrado en la fig. 3.
Una unidad 21 de desmultiplexación adquiere la señal codificada de imagen Flj y la desmultiplexa en el flujo de cabecera Flj_C y en el flujo de trama Flj_T. Una unidad 23 de descodificación de longitud variable convierte las palabras de código de trama Código_T que forman el flujo de trama flj_T en valores de código de trama de unidad Val_T usando solamente la tabla 16a de códigos, y genera el valor de código de trama InfVal_T, el cual es un valor de la señal codificada a partir de los valores de código de trama de unidad Val_T. Una unidad 27 de descodificación de trama descodifica el valor de código de trama InfVal_T con relación al parámetro de cabecera Inf_C, que es información común a todas las señales de imagen, y transmite la señal de imagen en movimiento descodificada Vsalida.
Tal y como se ha descrito anteriormente, ya que es posible descodificar información aparte de la cabecera, que es información común a todas las señales de imagen, usando solamente una única tabla 16a de códigos, no es necesario un procesamiento para conmutar frecuentemente los procedimientos de descodificación (tablas de códigos), lo cual es necesario en el caso existente, lo que significa que es posible obtener un aparato de descodificación de imágenes simplificado que presente una funcionalidad equivalente al aparato de descodificación convencional.
Obsérvese que la información de cabecera, que es información común a todas las señales de imagen, corresponde a la cabecera de secuencia CbcrSec en la estructura de flujo de la señal codificada de imagen ilustrada en la fig. 5 y a la cabecera de trama CbcrTrm de los datos de trama ilustrados en la fig. 6A. Como en el caso del aparato 10 de codificación de imágenes descrito anteriormente, los datos de macrobloque MB pueden descodificarse usando una única tabla 23a de códigos. Además, como en el caso del aparato 10 de codificación de imágenes descrito anteriormente, cuando la estructura de flujo de una señal codificada de imagen es la estructura de secciones, la cabecera de sección CbcrSección puede establecerse como información común a todas las señales de imagen y la información distinta a la cabecera de sección puede descodificarse usando solamente la única tabla 23a de códigos.
A continuación se explicarán las operaciones del aparato 10 de codificación de imágenes con la anterior configuración.
La fig. 9 es un diagrama de flujo que muestra el flujo de procesamiento de codificación del aparato 10 de codificación de imágenes.
En primer lugar, cuando la señal de imagen en movimiento Ventrada se introduce en una unidad 11 de generación de información de cabecera (S61), se seleccionan tablas de códigos usadas para codificar el valor de código de cabecera InfVal_C basándose en la señal de estructura sintáctica de cabecera Sintx_C (S63). La unidad 11 de generación de información de cabecera y una unidad 15 de codificación de longitud fija/longitud variable generan información de cabecera basándose en la señal de imagen en movimiento Ventrada a través de un procedimiento equivalente al procedimiento convencional, seleccionan y codifican las tablas de códigos según los valores de código de cabecera de unidad descompuestos (Val_C) (S64-S66) y generan el flujo de cabecera (S67).
Por otro lado, una unidad 13 de codificación de tramas, tras la adquisición de la señal de imagen en movimiento Ventrada (S61), realiza la codificación de la información distinta a la información de cabecera usando solamente la tabla 16a de códigos (S68) y genera el flujo de trama (S69).
Una unidad 17 de multiplexación multiplexa el flujo de cabecera y el flujo de trama para generar una señal codificada de imagen (S70).
Tal y como se ha descrito anteriormente, según el aparato de codificación de imágenes y el aparato de descodificación de imágenes según la presente realización, puesto que los datos de macrobloque que ocupan la mayor parte del procesamiento de codificación y del procesamiento de descodificación se codifican y se descodifican usando una única tabla de códigos, no es necesario un procesamiento para conmutar frecuentemente las tablas de códigos, lo cual es necesario en el caso convencional, lo que significa que es posible obtener un aparato de codificación de imágenes simplificado que presente una funcionalidad equivalente a la del aparato de codificación convencional.
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Segunda realización
La fig. 10 es un diagrama de bloques funcional que muestra unidades relacionadas con la funcionalidad de codificación de un aparato 30 de codificación de imágenes según la presente realización. En la figura 10 se asignan los mismos números a señales relacionadas con las mismas configuraciones y operaciones de las mismas que las del diagrama de bloques funcional del aparato 10 de codificación de imágenes ilustrado en la fig. 4, por lo que se omitirán explicaciones de las mismas.
Se proporcionan descripciones para las diferencias entre el aparato 30 de codificación de imágenes de la fig. 10 y el aparato 10 de codificación de imágenes de la fig. 4. La unidad del aparato 10 de codificación de imágenes que genera información de cabecera, que es información común de todas las señales de imagen, realiza la codificación después de seleccionar tablas de códigos apropiadas a partir de una pluralidad de tablas de códigos, mientras que la otra información de señal de imagen individual se codifica usando una única tabla de códigos. Por otro lado, el aparato 30 de codificación de imágenes realiza la codificación de la información de cabecera, que es información común de todas las señales de imagen, a través de un procedimiento de codificación de longitud fija o a través de un procedimiento de codificación de longitud variable (codificación Huffman) en el que se usan tablas de códigos, y la otra información de señal de imagen individual se codifica solamente a través de codificación aritmética.
La codificación aritmética implica un procesamiento de codificación/descodificación ligeramente complicado en comparación con tal codificación de longitud variable convencional como la codificación Huffman en la que se usan tablas de códigos, pero se conoce como un procedimiento a través del cual aumenta el índice de compresión. Por lo tanto, al realizar, durante el transcurso de la descodificación, una codificación de longitud variable convencional para la información de cabecera, que es particularmente importante y varía ampliamente, es posible elegir rápidamente el tipo de descodificación que debería realizarse para los datos de trama. Puesto que la codificación aritmética es débil frente a los errores de transmisión y similares, pueden conseguirse efectos importantes en lo que respecta a mejorar la resistencia a los errores realizando una codificación de longitud variable para la información de cabecera, que es un fragmento de datos importante.
Además, considerando que el procesamiento para conmutar de una codificación aritmética a una codificación de longitud variable es particularmente complicado, necesitándose un número de bits redundante, no es acertado conmutar frecuentemente entre la codificación aritmética y la codificación de longitud variable convencional.
Una unidad 12 de análisis sintáctico transmite a una unidad 31 de selección de codificación una señal de selección de codificación SelCodf para conmutar una salida de la unidad 31 de selección de codificación según una señal de estructura sintáctica de cabecera Sintx_C.
La unidad 31 de selección de codificación selecciona un procedimiento de codificación de longitud fija o un procedimiento de codificación de longitud variable según una señal de selección de codificación SelCodf, y la codificación se realiza en una unidad 32 de codificación de longitud fija o en una unidad 33 de codificación de longitud variable según el procedimiento de codificación seleccionado para generar un flujo de cabecera Flj_C y lo transmite a la unidad 17 de multiplexación.
Una unidad 34 de codificación aritmética realiza una codificación aritmética para un valor de código InfVal_T con relación a un parámetro de cabecera Inf_C, genera un flujo de trama Flj_T para el que se ha realizado una codificación aritmética y lo transmite a la unidad 17 de multiplexación.
La unidad 17 de multiplexación multiplexa el flujo de cabecera Flj_C y el flujo de trama Flj_T para generar una señal codificada de imagen Flj.
Tal y como se ha descrito anteriormente, conmutando los procedimientos de codificación según diferentes sintaxis con el fin de realizar la codificación de la información de cabecera, que es información común de todas las señales de imagen, y codificando información de señal de imagen individual solamente a través de la codificación aritmética en el aparato 30 de codificación de imágenes según la presente realización, es posible obtener un aparato de codificación de imágenes que permita un procesamiento simplificado para conmutar los procedimientos de codificación sin disminuir la eficacia de la codificación.
La fig. 11 es un diagrama de bloques funcional relacionado con la funcionalidad de descodificación de un aparato 40 de descodificación de imágenes según la presente realización. Obsérvese que en la fig. 11 se asignan los mismos números a señales relacionadas con las mimas configuraciones funcionales y con las mismas operaciones que las del aparato 20 de descodificación de imágenes ilustrado en el diagrama de bloques funcional de la primera realización, por lo que se omitirán explicaciones de las mismas.
Se proporcionan descripciones para las diferencias entre el aparato 40 de descodificación de imágenes de la fig. 11 y el aparato 20 de descodificación de imágenes según la primera realización. El aparato 20 de codificación de imágenes, cuando descodifica la información de cabecera, que es información común de todas las señales de imagen, selecciona tablas de códigos apropiadas a partir de una pluralidad de tablas de códigos para realizar la descodificación. Mientras que el aparato 20 de descodificación de imágenes descodifica la otra información de señal de imagen individual usando una única tabla de códigos, el aparato 40 de descodificación de imágenes, cuando descodifica la información de cabecera, que es información común de todas las señales de imagen, realiza la descodificación como un procesamiento inverso de un procedimiento de descodificación de longitud fija o como un procedimiento de codificación de longitud variable convencional (codificación Huffman) que utiliza tablas de códigos, mientras que descodifica la otra información de señal de imagen individual solamente a través de la codificación aritmética. Obsérvese que el aparato 40 de descodificación de imágenes de la fig. 11 es un aparato para descodificar la señal codificada de imagen Flj que se ha codificado mediante el aparato 30 de codificación de imágenes de la fig. 10.
Una unidad 26 de análisis sintáctico transmite una señal de selección de descodificación SelDescf para conmutar una salida de una unidad 41 de selección de descodificación según la señal de estructura sintáctica de cabecera Sintx_C. La unidad 41 de selección de descodificación selecciona un procedimiento de descodificación de longitud fija o un procedimiento de descodificación de longitud variable según la señal de selección de descodificación SelDescf, y transmite a una unidad 25 de descodificación de información de cabecera el valor de código de cabecera InfVal_C que se ha descodificado mediante una unidad 42 de descodificación de longitud fija o mediante una unidad 43 de descodificación de longitud variable dependiendo del procedimiento de descodificación seleccionado.
Una unidad 44 de descodificación aritmética realiza una descodificación aritmética para el flujo de trama Flj_T con relación al parámetro de cabecera Inf_C y genera el valor de código de trama InfVal_T para el que se ha realizado una descodificación aritmética. Una unidad 27 de descodificación de trama descodifica el valor de código de trama InfVal_T con relación al parámetro de cabecera Inf_C, que es información común a toda la señal, y transmite una señal de imagen en movimiento descodificada Vsalida.
Tal y como se ha descrito anteriormente, conmutando a un procedimiento de codificación eficiente según diferentes sintaxis para codificar la información de cabecera, que es información común a todas las señales de imagen, y codificando información de señal de imagen individual solamente a través de la codificación aritmética, es posible obtener un aparato de descodificación de imágenes que permita un procesamiento de conmutación simplificado sin disminuir la eficacia de la codificación.
Obsérvese que en lugar de los aparatos 10 y 30 de codificación de imágenes y de los aparatos 20 y 40 de descodificación de imágenes descritos anteriormente, también es posible realizar la codificación y descodificación de cada elemento de información usando una pluralidad de tablas de códigos desmultiplexando la información de cabecera y la información de señal de imagen individual.
La fig. 12 es un diagrama de bloques funcional que muestra unidades relacionadas con la funcionalidad de codificación de un aparato 50 de codificación de imágenes que separa la información de cabecera y la información de señal de imagen individual para realizar la codificación de cada elemento de información.
Por otro lado, la fig. 13 es un diagrama de bloques funcional que muestra unidades relacionadas con la funcionalidad de descodificación de un aparato 60 de descodificación de imágenes asociado con el aparato 50 de codificación de imágenes ilustrado en la fig. 12.
La fig. 14 muestra tablas que enumeran procedimientos de codificación y procedimientos de descodificación utilizados en la primera realización y en la segunda realización. En la fig. 14A, tal y como se muestra por ejemplo en el procedimiento 1, para la codificación de la información de cabecera (descrita como "información de cabecera" en el diagrama) y de la información de señal de imagen relacionada con una señal de imagen de cada trama (descrita como "información de trama" en el diagrama), los posibles procedimientos son un procedimiento de codificación existente que utiliza una tabla de códigos (que se denominará en lo sucesivo como "codificación mediante tabla de códigos") y una codificación a través de un procedimiento de codificación aritmética (que se denominará en lo sucesivo como "codificación aritmética"). Además, también es posible codificar la información de cabecera y la información de trama a través de una codificación aritmética (procedimiento 2) o a través de una codificación mediante tabla de códigos (procedimiento 3), respectivamente.
Además, tal y como se ilustra en la fig. 14B, cuando se usa la codificación mediante tabla de códigos tanto para la información de cabecera como para la información de trama, casos posibles son aquellos en los que use una "única" tabla de códigos y en los que se use un procedimiento que utilice "una pluralidad de" tablas de códigos. Más específicamente, puede usarse un procedimiento de codificación en el que se use una única tabla de códigos (procedimiento 3-1) o un procedimiento de codificación en el que se use una pluralidad de tablas de códigos (procedimiento 3-3) tanto para la información de cabecera como para la información de trama. Además, también es posible emplear un procedimiento de codificación en el que se use una pluralidad de tablas de códigos para la información de cabecera y en el que se use una única tabla de códigos para la información de trama (procedimiento 3-2), o un procedimiento de codificación en el que se use una tabla de códigos de señales para la información de cabecera y en el que se use una pluralidad de tablas de códigos para la información de trama (procedimiento 3-4).
Los procedimientos 3-1 y 3-4 no están dentro del alcance de las reivindicaciones y se proporcionan en este documento para facilitar el entendimiento de la presente invención.
Obsérvese que debe entenderse que puede utilizarse una única tabla de códigos o una pluralidad de tablas de códigos para la información de cabecera. En este caso, con relación a una pluralidad de tablas de códigos, puesto que los procedimientos de codificación específicos se determinan para la cabecera, que es información común a todas las señales de imagen, y para la información relacionada con una señal de imagen de cada trama, el número de tablas de códigos que va a utilizarse se limita previamente, lo que minimiza el número de veces que se conmutan tablas de códigos.
Los procedimientos de codificación y los procedimientos de descodificación de la primera realización y de la segunda realización están caracterizados porque presentan una pluralidad de procedimientos de codificación/descodificación (tablas de códigos) para la información relacionada con todas las imágenes como en el caso convencional, pero se usa un procedimiento de codificación/descodificación común para la información individual relacionada con una señal de imagen de cada trama. Generalmente, con relación a la información relacionada con todas las imágenes, puesto que la frecuencia de aparición de las palabras de código que forman tal información es muy diferente para cada código, la relación de compresión disminuye considerablemente a no ser que se proporcione una pluralidad de procedimientos de codificación/descodificación. Por otro lado, en lo que respecta a la información individual, puesto que las palabras de código no difieren mucho en su número de apariciones en comparación con la información relacionada con todas las imágenes, la relación de compresión no disminuye mucho incluso si se utilizara un procedimiento de codificación/descodificación común. Además, dado que la mayor parte del tiempo de procesamiento para la codificación/descodificación se consume para el procesamiento destinado a la información individual y no a la información relacionada con todas las imágenes, se produce un importante efecto desde el punto de vista de la implementación del aparato si la información individual puede codificarse/descodificarse, preferentemente, a través de un único procedimiento de codificación. Cuando se compara la ventaja de conmutar entre una pluralidad de procedimientos de codificación que incluyen la conmutación entre una codificación de longitud fija y una codificación de longitud variable, que es más fácil con una codificación de longitud fija para detectar una señal de sincronización destinada a la sincronización que con una codificación de longitud variable y que el uso de una pluralidad de procedimientos de codificación es adecuado desde el punto de vista de una alta compresión, con la ventaja de usar un único procedimiento de codificación que permita que la codificación/descodificación se realice fácilmente a través de un único procedimiento de codificación, esto es especialmente efectivo en campos de aplicación en la que la segunda ventaja sea
mayor.
Además, considerando que la codificación aritmética es un tipo de codificación de longitud variable y que la codificación aritmética, aunque proporciona una codificación sumamente eficiente, requiere un procesamiento complicado cuando se usa después de haber conmutado especialmente desde una codificación de longitud fija o desde una codificación de longitud variable general (codificación Huffman), es preferible usar la codificación aritmética como único procedimiento de codificación para la información individual y usar un procedimiento distinto a la codificación aritmética para la información relacionada con todas las imágenes.
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Tercera realización
Es posible grabar un programa que realice los procedimientos de codificación de imágenes y los procedimientos de descodificación de imágenes presentados en la primera realización o en la segunda realización en un medio de grabación legible por ordenador tal como un disco flexible y llevar a cabo el procesamiento presentado en cada una de las realizaciones anteriores en un sistema informático determinado tal como un ordenador personal.
La fig. 15 es un diagrama que explica el caso en el que un programa de este tipo se ejecuta en un sistema informático usando un disco 1201 flexible que almacena los procedimientos de codificación de imágenes y los procedimientos de descodificación de imágenes explicados en la primera realización y en la segunda realización.
La fig. 15A ilustra un formato físico de ejemplo del disco 1201 flexible que es un medio de grabación. La fig. 15B muestra una vista externa del disco flexible visto desde delante, una vista en sección transversal esquemática y el disco flexible. El disco 1201 flexible está dentro de una envoltura 1202 y hay una pluralidad de pistas desde el borde hasta el radio más interno dispuestas de manera concéntrica sobre la superficie del disco, estando divida cada pista en 16 sectores en la dirección angular. Por lo tanto, en el disco 1201 flexible que almacena el programa anterior, el programa que realiza los procedimientos de codificación de imágenes y los procedimientos de descodificación de imágenes descritos anteriormente está grabado en una zona asignada del disco.
Por otro lado, la fig. 15C muestra una estructura requerida para grabar y reproducir el programa en el disco 1201 flexible. Cuando se graba el programa en el disco 1201 flexible, el programa que realiza los procedimientos de codificación de imágenes o los procedimientos de descodificación de imágenes se escribe mediante un controlador 1203 de disco flexible usando un sistema 1204 informático. Además, cuando se implementan los procedimientos de codificación de imágenes en el sistema 1204 informático usando el programa del disco flexible, el programa se lee desde el disco 1201 flexible a través del controlador 1203 de disco flexible y se transfiere al sistema informático.
Obsérvese que aunque la presente realización explica el caso en el que se usa un disco flexible como medio de grabación, también puede usarse un disco óptico. Además, el medio de grabación no está limitado al ejemplo anterior y por lo tanto un medio que pueda grabar programas, tal como una tarjeta de circuito integrado, una casete ROM, etc., también están dentro del alcance de la solicitud.
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Cuarta realización
A continuación se explica un ejemplo de la presente invención que se aplicará a un sistema que utiliza los aparatos de codificación de imágenes y los aparatos de descodificación de imágenes presentados en las realizaciones preferidas anteriores.
La fig. 16 es un diagrama de bloques que muestra una vista general de un sistema 100 de suministro de contenidos para llevar a cabo un servicio de distribución de contenidos. Este sistema 100 de suministro de contenidos está formado por una red 104 celular para teléfonos móviles, por ejemplo, y está conectada a un ordenador 111, a una PDA 112 (asistente personal digital, Personal Digital Assistant), a una cámara 113, a un teléfono 114 móvil y a otros dispositivos a través de estaciones 107\sim110 base.
La cámara 113, como por ejemplo una cámara de vídeo digital y similar, puede grabar imágenes en movimiento. El teléfono 115 móvil es un teléfono móvil de sistema PDC (comunicaciones digitales personales, Personal Digital Communications), de sistema CDMA (acceso múltiple por división de código, Code División Múltiple Access), de sistema W-CDMA (acceso múltiple por división de código de banda ancha, Wideband-Code División Múltiple Access), de sistema GSM (sistema global de comunicaciones móviles, Global System for Mobile Communications) o similar, o un dispositivo terminal PHS (comunicaciones para teléfonos portátiles personales, personal handyphone communications), etc.
Además, un servidor 103 de transmisión de flujo continuo (streaming), que está conectado a la red 104 celular a través de una red dedicada para la conexión 105 con el servidor o a internet 101, etc., permite la distribución en tiempo real y similar de datos codificados de imágenes grabadas por la cámara 113. En este caso, el procesamiento de codificación de las imágenes puede realizarse mediante la cámara 113 o mediante un servidor 113a conectado a tal cámara. También es posible que los datos de imagen de una imagen capturada por una cámara 116 se transmitan al servidor 103 de transmisión de flujo continuo a través del ordenador 111. En este caso, la cámara 116 es una cámara digital, por ejemplo, y puede capturar imágenes fijas. En este caso, la codificación de los datos de imagen puede realizarse mediante la cámara o mediante el ordenador 111. Además, el procesamiento de codificación anterior se realiza mediante un circuito LSI 117 integrado en la cámara 116 o en ordenador 111. Además, también pueden transmitirse los datos de imagen capturados por un teléfono 115 móvil con cámara. En este caso, los datos de imagen son datos codificados mediante un circuito LSI incorporado en el teléfono móvil.
Obsérvese que el software para la codificación/descodificación de imágenes puede almacenarse en un medio de grabación (por ejemplo, un medio de almacenamiento tal como un CD-ROM, un disco flexible, un disco duro, etc.) que puede leerse por el ordenador 111 o por otros dispositivos.
La fig. 17 es una vista externa de ejemplo del teléfono 114 móvil. Tal y como muestra la fig. 17, el teléfono 114 móvil tiene una antena 201, una unidad 203 de cámara que utiliza el sistema CCD o similar que puede capturar imágenes en movimiento e imágenes fijas, una unidad 202 de visualización tal como una pantalla de cristal liquido y similar para visualizar vídeos y similares capturados por la unidad 203 de cámara y vídeos y similares recibidos a través de la antena 201, un cuerpo 204 principal que presenta un grupo de teclas de funcionamiento, una unidad 208 de salida de sonido que presenta un altavoz y similares para emitir sonidos, una unidad 205 de entrada de sonido que presenta un micrófono y similar para introducir sonidos, un medio 207 de grabación para almacenar datos de imágenes en movimiento y de imágenes fijas capturadas/recibidas o datos de correo recibidos y similares, una ranura 206 para acoplar el medio 207 de grabación. El medio 207 de grabación, como por ejemplo una tarjeta SD, almacena dentro de una envoltura de plástico una memoria flash que es un tipo de memoria EEPROM (memoria programable de sólo lectura y borrable eléctricamente, Electrically Erasable and Programmable Raad Only Memory) volátil.
En el sistema 100 de suministro de contenidos, mientras que los contenidos (por ejemplo, vídeos grabados de música en directo, etc.) capturados por el usuario usando la cámara 113, la cámara 116, etc. se codifican y se transmiten al servidor 103 de transmisión de flujo continuo, el servidor 103 de transmisión de flujo continuo lleva a cabo la distribución de flujo de los datos de contenido anteriores a un cliente que solicite tales datos de contenido. Tal cliente puede ser el ordenador 111, la PDA 112, la cámara 113, el teléfono 114 móvil y otros dispositivos que puedan descodificar los datos codificados.
El sistema 100 de suministro de contenidos con la estructura anterior hace posible que un cliente reciba y reproduzca datos codificados así como realizar una radiodifusión privada permitiendo que un cliente reciba datos codificados en tiempo real, los descodifique y los reproduzca.
Además, el teléfono 114 móvil se explica con referencia a la fig. 18. El teléfono 114 móvil está configurado de tal manera que una unidad 311 de control principal que controla de manera general la unidad 202 de visualización y cada unidad del cuerpo 204 principal, una unidad 310 de circuito de suministro de energía, una unidad 304 de control de entrada de funcionamiento, una unidad 312 de codificación de imágenes, una unidad 303 de control de cámara, una unidad 302 de control de LDC (pantalla de cristal líquido, Liquid Crystal Display), una unidad 309 de descodificación de imágenes, una unidad 308 de desmultiplexación, una unidad 307 de grabación y de reproducción, una unidad 306 de circuito de módem y una unidad 305 de procesamiento de sonidos están interconectadas mediante un bus 313. Cuando la tecla de encendido se activa mediante una operación de usuario, la unidad 310 de circuito de suministro de energía enciende el teléfono 114 móvil con cámara, suministrando energía a cada unidad desde la batería, para hacer que esté listo para realizar operaciones. Bajo el control de la unidad 311 de control principal que presenta una CPU, una ROM, una RAM y otros dispositivos, el teléfono 114 móvil convierte una señal de sonido recogida por la unidad 205 de entrada de sonido, cuando está en el modo de conversación, en datos de sonido digital en la unidad 305 de procesamiento de sonido, realiza un procesamiento de espectro ensanchado para los mismos en la unidad 306 de circuito de módem y, después de realizar un procesamiento de conversión de digital a analógico y un procesamiento de transformación de frecuencia en la unidad 301 de circuito de transmisión/recepción, transmite estos datos a través de la antena 201. Además, el teléfono 114 móvil amplifica la señal recibida por la antena 201 mientras está en el modo de conversación para realizar un procesamiento de transformación de frecuencia y un procesamiento de conversión de analógico a digital, realiza un procesamiento de espectro ensanchado inverso en la unidad 306 de circuito de módem y, después de convertirla en una señal de sonido analógico en la unidad 305 de procesamiento de sonidos, la transmite a través de la unidad 208 de salida de sonido. Además, cuando se envía un correo eléctrico en el modo de comunicación de datos, los datos de texto introducidos a través de la unidad 304 de control de entrada de funcionamiento del cuerpo 204 principal se exportan a la unidad 311 de control principal. La unidad 311 de control principal realiza un procesamiento de espectro ensanchado para los datos de texto en la unidad 306 de circuito de módem y, después de realizar un procesamiento de conversión de digital a analógico y un procesamiento de transformación de frecuencia en la unidad 301 de circuito de transmisión/recepción, los transmite a la estación 110 base a través de la antena
201.
Cuando se transmiten datos de imagen durante el modo de comunicación de datos, la unidad 311 de control principal proporciona datos de imagen capturados por la unidad 203 de cámara a la unidad 312 de codificación de imágenes a través de la unidad 303 de control de cámara. Cuando los datos de imagen no van a transmitirse, es posible visualizar directamente los datos de imagen capturados por la unidad 203 de cámara en la unidad 202 de visualización a través de la unidad 303 de control de cámara y de la unidad 302 de control de LCD.
Al realizar una codificación de compresión para los datos de imagen proporcionados por la unidad 203 de cámara usando los procedimientos de codificación presentados en las realizaciones anteriores, la unidad 312 de codificación de imágenes convierte los datos de imagen en datos de imagen codificados y los transmite a la unidad 308 de desmultiplexación. Cuando se realiza esto, el teléfono 114 móvil transmite el sonido recogido por la unidad 205 de entrada de sonido, cuando la unidad 203 de cámara está capturando la imagen, a la unidad 308 de desmultiplexación como datos de sonido digital a través de la unidad 305 de procesamiento de sonido.
La unidad 308 de desmultiplexación multiplexa los datos de imagen codificados de la unidad 312 de codificación de imágenes y los datos de sonido proporcionados por la unidad 305 de procesamiento de sonido a través de un procedimiento especificado y realiza un procesamiento de espectro ensanchado para los datos multiplexados resultantes en la unidad 306 de circuito de módem y, después de realizar un procesamiento de conversión de digital a analógico y un procesamiento de transformación de frecuencia en la unidad 301 de circuito de transmisión/recepción, los transmite a través de la antena 201.
Cuando se reciben datos de un archivo de imágenes en movimiento de una página web y similar durante el modo de comunicación de datos, la unidad 306 de circuito de módem realiza un procesamiento de espectro ensanchado inverso para una señal recibida desde la estación 110 base a través de la antena 201, y los datos multiplexados resultantes se transmiten a la unidad 308 de desmultiplexación.
Con el fin de descodificar los datos multiplexados recibidos a través de la antena 201, la unidad 308 de desmultiplexación divide, mediante desmultiplexación, tales datos multiplexados en datos de imagen codificados y en datos de sonido, y proporciona los datos de imagen codificados a la unidad 309 de descodificación de imágenes mientras que proporciona al mismo tiempo los datos de sonido a la unidad 305 de procesamiento de sonido a través del bus 313.
A continuación, la unidad 309 de descodificación de imágenes genera datos de imagen en movimiento para su reproducción descodificando los datos de imagen codificados a través de procedimientos de descodificación usados conjuntamente con los procedimientos de codificación presentados en las anteriores realizaciones, y los proporciona a la unidad 202 de visualización a través de la unidad 302 de control de LCD dando como resultado que los datos de imagen incluidos en el archivo de imágenes en movimiento de una página web, por ejemplo, puedan visualizarse. Cuando se realiza esto, la unidad 305 de procesamiento de sonido convierte al mismo tiempo los datos de sonido en una señal de sonido analógico y después la proporciona a la unidad 208 de salida de sonido dando como resultado que los datos de sonido incluidos en el archivo de imágenes en movimiento de a una página web, por ejemplo, puedan reproducirse.
Obsérvese que el sistema mencionado anteriormente no es un ejemplo exclusivo y que, por lo tanto, al menos los procedimientos de codificación o los procedimientos de descodificación de las realizaciones anteriores pueden incorporarse en un sistema de radiodifusión digital como el mostrado en la fig. 19, teniendo en cuenta que la radiodifusión digital por satélite/terrestre ha sido un tema de conversación reciente. De manera más especifica, en una estación 409 de radiodifusión, un flujo de bits codificado de información de vídeo se transmite a un satélite 410 para las comunicaciones, la radiodifusión, etc., mediante ondas de radio. El satélite 410 que lo ha recibido recibe las ondas de radio emitidas, recibe tales ondas de radio mediante una antena 406 de una casa equipada con medios de recepción de radiodifusión por satélite y el flujo de bits codificado se descodifica entonces mediante un aparato determinado tal como un equipo 401 receptor de televisión o un descodificador 407 para reproducir los datos descodificados. Además, es posible implementar los procedimientos de descodificación presentados en las realizaciones anteriores en un aparato 403 de reproducción que lea y descodifique un flujo de bits codificado grabado en un medio 402 de almacenamiento, el cual es un medio de grabación. En este caso, una señal de vídeo reproducida se visualiza en un monitor 404. Otra posible configuración es que un aparato de descodificación se implemente en el descodificador 407 el cual está conectado a un cable 405 para las televisiones por cable o a la antena 406 para la radiodifusión por satélite/terrestre y la señal de vídeo reproducida se visualiza en un monitor 408 de televisión. En tal caso, un aparato de descodificación puede incorporarse no en el descodificador, sino en la televisión. Además, también es posible que un coche 412 tenga una antena 411 para recibir una señal del satélite 410 o desde la estación 107 base y similares, y que visualice imágenes en movimiento en un dispositivo de visualización determinado del coche 412 tal como un sistema 413 de navegación del coche y similar.
Una posible configuración del sistema 413 de navegación del coche es la configuración ilustrada en la fig. 18 de la que se excluyen, por ejemplo, la unidad 203 de cámara y la unidad 303 de control de cámara. También puede aplicarse lo mismo al ordenador 111, al equipo 401 de recepción de televisión y a otros dispositivos. En lo que respecta a terminales tales como el teléfono 114 móvil, posibles formas de implementación son un terminal de transmisión/recepción que presente tanto un codificador como un descodificador, así como un terminal de transmisión sólo con un codificador y un terminal de recepción sólo con un descodificador.
Tal y como se ha indicado anteriormente, implementando los procedimientos de codificación y los procedimientos de descodificación descritos anteriormente, es posible realizar la presente invención como uno cualquiera de los aparatos y como el sistema presentado en las realizaciones anteriores.
Aplicabilidad industrial
Tal y como se ha descrito anteriormente, es posible que los procedimientos de codificación de imágenes y los procedimientos de descodificación de imágenes según la presente invención realicen un procesamiento de codificación y un procesamiento de descodificación a través de los cuales la compresión de datos sea equivalente a la compresión convencional y reduzcan la carga de procesamiento que se genera en el momento de seleccionar tablas de códigos, etc. Por lo tanto, los procedimientos de codificación de imágenes y los procedimientos de descodificación de imágenes según la presente invención son adecuados como procedimientos de codificación de imágenes y como procedimientos de descodificación de imágenes para teléfonos móviles, terminales de información móviles, etc., que no tengan la suficiente capacidad de procesamiento y de almacenamiento.

Claims (11)

1. Un procedimiento de descodificación de imágenes para descodificar información multiplexada que incluye señales de imagen de cada unidad, en el que la información que va a descodificarse incluye información común de todas las señales de imagen e información relacionada con las señales de imagen de cada unidad, estando caracterizado el procedimiento de descodificación de imágenes por:
una etapa de desmultiplexación para desmultiplexar la información común de todas las señales de imagen y la información relacionada con las señales de imagen de cada unidad a partir de la información multiplexada;
una etapa de descodificación plural para descodificar la información común desmultiplexada de todas la señales de imagen usando una pluralidad de procedimientos de descodificación; y
una etapa de descodificación común para descodificar la información desmultiplexada relacionada con las señales de imagen de cada unidad usando un procedimiento de descodificación de longitud variable que es común a cada unidad, que usa una única tabla de códigos o una pluralidad de tablas de códigos, o un procedimiento de descodificación aritmética.
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2. El procedimiento de descodificación de imágenes según la reivindicación 1,
en el que la etapa de descodificación plural es un procedimiento de descodificación que utiliza una pluralidad de tablas de códigos de longitud variable, y
la etapa de descodificación común es un procedimiento de descodificación que utiliza una única tabla de códigos de longitud variable.
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3. El procedimiento de descodificación de imágenes según la reivindicación 1,
en el que la etapa de descodificación plural es un procedimiento de descodificación que utiliza una pluralidad de tablas de códigos de longitud variable, y
la etapa de descodificación común es un procedimiento de descodificación que utiliza un procedimiento de descodificación aritmética.
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4. El procedimiento de descodificación de imágenes según la reivindicación 1,
en el que la descodificación se realiza en la etapa de descodificación plural mediante el uso de una pluralidad de tablas de códigos de longitud fija o una pluralidad de tablas de códigos de longitud variable, y
la descodificación se realiza en la etapa de descodificación común mediante el uso de un número prelimitado de tablas de códigos de longitud fija o de tablas de códigos de longitud variable.
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5. El procedimiento de descodificación de imágenes según una de las reivindicaciones 1 a 4,
en el que la información común de todas las señales de imagen es información de cabecera, y
la información relacionada con las señales de imagen de cada unidad son datos de sección.
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6. El procedimiento de descodificación de imágenes según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4,
en el que la información común de todas las señales de imagen es información de cabecera que incluye información de cabecera de sección, y
la información relacionada con las señales de imagen de cada unidad está formada por datos de macrobloque de cada sección.
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7. Un dispositivo de descodificación de imágenes que descodifica información multiplexada que incluye señales de imagen de cada unidad, en el que la información que va a descodificarse incluye información común de todas las señales de imagen e información relacionada con las señales de imagen de cada unidad, comprendiendo el dispositivo de descodificación de imágenes:
una unidad (21) de desmultiplexación que puede hacerse funcionar para desmultiplexar la información común de todas las señales de imagen y la información relacionada con las señales de imagen de cada unidad a partir de la información multiplexada;
una unidad (22) de descodificación plural que puede hacerse funcionar para descodificar la información común desmultiplexada de todas las señales de imagen usando una pluralidad de procedimientos de descodificación; y
una unidad (61) de descodificación común que puede hacerse funcionar para descodificar la información desmultiplexada relacionada con las señales de imagen de cada unidad usando un procedimiento de descodificación de longitud variable que es común a cada unidad, que usa una única tabla de códigos o una pluralidad de tablas de códigos, o un procedimiento de descodificación aritmética.
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8. El dispositivo de descodificación de imágenes según la reivindicación 7,
en el que la unidad de descodificación plural es un procedimiento de descodificación que utiliza una pluralidad de tablas de códigos de longitud variable, y
la unidad de descodificación común es un procedimiento de descodificación que utiliza una única tabla de códigos de longitud variable.
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9. El dispositivo de descodificación de imágenes según la reivindicación 7,
en el que la unidad de descodificación plural es un procedimiento de descodificación que utiliza una pluralidad de tablas de códigos de longitud variable, y
la unidad de descodificación común es un procedimiento de descodificación que utiliza un procedimiento de descodificación aritmética.
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10. Un medio legible por ordenador que almacena sentencias e instrucciones para usar, durante su ejecución en un ordenador, el procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 para codificar información que incluye señales de imagen de cada unidad.
11. Un dispositivo de programa informático, que comprende una memoria que tiene un código legible por ordenador realizado en la misma, para ejecutarse mediante una CPU, para descodificar información que incluye señales de imagen de cada unidad, comprendiendo dicho código todas las etapas según el procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6.
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