ES2563743T3 - Codificación de árbol de ceros de coeficientes de transformada - Google Patents

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Abstract

Un dispositivo de codificación de imágenes que comprende: una unidad de división de región (102) para dividir una imagen de entrada en una pluralidad de regiones; una unidad de selección del método de división (110) para seleccionar un método de división de una región objetivo que se va a procesar, la región objetivo entre la pluralidad de regiones, y el método de división seleccionado entre una pluralidad de métodos de división; una unidad de codificación de método de división (111) para la codificación de información que identifica el método de división seleccionado; una unidad de división de regiones pequeñas (201) para dividir la región objetivo en una pluralidad de regiones pequeñas utilizando el método de división seleccionado; una unidad de predicción (202) para generar una señal de predicción con respecto a una señal original en una región pequeña incluida entre las regiones pequeñas o con respecto a una señal original en cada una de las regiones pequeñas respectivas de la región objetivo; una unidad de generación de señal residual (203) para generar una señal residual entre la señal de predicción y la señal original en la región pequeña o para generar una señal residual entre la señal de predicción y la señal original en cada una de las respectivas regiones pequeñas de la región objetivo; una unidad de transformada (204) para realizar transformación de frecuencia de la señal residual en la región pequeña o para realizar transformación de frecuencia de la señal residual en cada una de las respectivas regiones pequeñas de la región objetivo, y para generar coeficientes de transformada; una unidad de cuantificación (205) para cuantificar los coeficientes de transformada de la región pequeña o para cuantificar los coeficientes de transformada en las respectivas regiones pequeñas de la región objetivo y para generar coeficientes de transformada cuantificada; una unidad de mapeo de árbol de ceros (206) para la preparación de una estructura de árbol (62, 72, 82, 1402, 1502, 1602) que es común a la pluralidad de métodos de división, para seleccionar un mapa entre una pluralidad de mapas para el mapeo de los coeficientes de transformada cuantificada de la región pequeña o en la región objetivo en las hojas de la estructura de árbol (62, 72, 82, 1402, 1502, 1602), para el mapeo de los coeficientes de transformada cuantificada de la región pequeña o en la región objetivo en las hojas de la estructura de árbol (62, 72, 82, 1402, 1502, 1602) basándose en el mapa seleccionado, y para la actualización de un estado de los nodos y las hojas de la estructura de árbol (62, 72, 82, 1402, 1502, 1602) de acuerdo con los coeficientes de transformada cuantificada mapeados en las hojas respectivas, el mapa seleccionado basado en el método de división seleccionado de la región objetivo; una unidad de codificación de árbol de ceros (105) para llevar a cabo la codificación de entropía de los estados de los nodos y las hojas de la estructura de árbol (62, 72, 82, 1402, 1502, 1602) con un modelo de probabilidad que es común a la pluralidad de métodos de división; una unidad de codificación de coeficiente distinto de cero (106) para llevar a cabo la codificación de entropía de coeficientes de transformada cuantificada de la región pequeña o de coeficientes de transformada cuantificada distintos de cero en cada una de las regiones pequeñas respectivas de la región objetivo; y una unidad de salida (107) para enviar datos codificados de la información de identificación del método de división seleccionado, datos codificados indicativos de los estados de los nodos y las hojas de la estructura de árbol (62, 72, 82, 1402, 1502, 1602), y datos codificados indicativos de los coeficientes de transformada cuantificada distintos de cero de la región pequeña o indicativos de los coeficientes de transformada cuantificada distintos de cero en cada una de las respectivas regiones pequeñas de la región objetivo.

Description

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El codificador de predicción 109a de método de división 1 restaura los coeficientes de transformada cuantificada de los respectivos sub-bloques de los valores descodificados de los estados de los nodos y las hojas de la estructura de árbol de entrada y los coeficientes de transformada cuantificada distintos de cero de los respectivos sub-bloques. Los coeficientes de transformada cuantificada de los respectivos sub-bloques son inversamente cuantificados e inversamente transformados para generar una señal residual de reproducción. Al mismo tiempo, el codificador de predicción 109a de método de división 1 genera señales de predicción de los respectivos sub-bloques como los mismos medios que el codificador de predicción 104a de método de división 1. Por último, se añaden la señal residual de reproducción de cada sub-bloque y la señal de predicción para restaurar una señal de reproducción. El decodificador de predicción 109b de método de división 2 y el decodificador de predicción 109c de método de división 3 operan de la misma manera que el codificador de predicción 109a de método de división 1 tal como se ha descrito anteriormente. Los detalles del decodificador de predicción 109 de método de división p se describirán más adelante con referencia a la Fig. 4.
La señal de reproducción restaurada es enviada a la memoria de fotogramas 108 y se almacena como una imagen de referencia que se utiliza para un proceso de predicción.
En el caso en el que el método de predicción en el codificador de predicción 104 de método de división de p no se refiera a la señal de imagen almacenada en la memoria de fotogramas 108, el decodificador de predicción 109 de método de división p es innecesario.
(Con respecto a un codificador de predicción 104 de método de división p)
El codificador de predicción 104 de método de división p (el codificador de predicción 104a de método de división 1, el codificador de predicción 104b de método de división 1, y el codificador de predicción 104c de método de división 3) incluye una configuración común, tal como se ilustra en la Fig. 2. A continuación, se describirá la configuración del codificador de predicción 104 de método de división p. Tal como se ilustra en la Fig. 2, el codificador de predicción 104 de método de división p incluye un divisor de regiones pequeñas 201, un predictor 202, un sustractor 203, un transformador 204, un cuantificador 205, y un mapeador de árbol de ceros de coeficientes de transformada cuantificada 206.
El divisor de regiones pequeñas 201 divide el bloque objetivo de entrada en sub-bloques de acuerdo con el método de división p, y envía los sub-bloques al sustractor 203.
El predictor 202 genera una señal de predicción de cada sub-bloque y envía la señal de predicción al sustractor 203. Los métodos de predicción incluyen, inter predicción e intra predicción. En la inter predicción, una imagen reproducida que fue codificada en el pasado y que se ha restaurado es considerada como imagen de referencia, y se obtiene la información de movimiento que proporciona una señal de predicción que tiene el error más pequeño con respecto al sub-bloque a partir de la imagen de referencia correspondiente. Por otra parte, en la intra predicción, se genera una señal de intra predicción mediante un proceso de copia (proceso de copia en cada posición de píxel en el sub-bloque) basado en un método predeterminado que utiliza un valor de pixel ya reproducido espacialmente adyacente al subbloque. En la presente invención, el método concreto de generación de señal de predicción no está limitado. Se puede preparar una pluralidad de métodos de predicción en relación con los métodos de división respectivos, se puede seleccionar un método de predicción para cada bloque o sub-bloque objetivo de la pluralidad de métodos de predicción, y se puede codificar la información del método de predicción seleccionado. Por otro lado, los métodos de predicción pueden ser predeterminados con respecto a los métodos de división respectivos, o los métodos de predicción pueden ser predeterminados con respecto a las posiciones de los sub-bloques respectivos en el bloque objetivo.
El sustractor 203 genera una señal residual para cada sub-bloque mediante el cálculo de la diferencia entre la señal de imagen de cada sub-bloque de entrada y la señal de predicción, y envía la señal residual al transformador 204.
La señal residual para cada sub-bloque transformada por coseno discreto a través del transformador 204, y después de la transformación el coeficiente de transformada de cada sub-bloque es enviado al cuantificador 205.
El cuantificador 205 genera el coeficiente de transformada cuantificada cuantificando el coeficiente de transformada de cada sub-bloque, y envía el coeficiente de transformada cuantificada generado al mapeador de árbol de ceros de coeficiente de transformada cuantificada 206.
El mapeador de árbol de ceros de coeficiente de transformada cuantificada 206 realiza el mapeo de los coeficientes de transformada cuantificada de los respectivos sub-bloques sobre las hojas de la estructura de árbol común. El mapeo no depende del método de división del bloque objetivo. El mapeador de árbol de ceros de coeficiente de transformada cuantificada 206 también actualiza los estados de los nodos y las
hojas de la estructura de árbol de acuerdo con los valores de los coeficientes de las hojas respectivas (los detalles se describirán más adelante). Además, el mapeador de árbol de ceros de coeficiente de transformada cuantificada 206 envía los estados de los nodos y las hojas de la estructura de árbol de los respectivos sub-bloques y de los coeficientes de transformada cuantificada que corresponden a las hojas cuyo estado es "1" al codificador de entropía de árbol de ceros 105.
En la Fig. 1, el codificador de predicción 104 de método de división p se prepara de forma individual con respecto a los métodos de división 1, 2 y 3. Sin embargo, en el caso en que el divisor de regiones pequeñas de 201, el predictor 202, el sustractor 203, el transformador 204, el cuantificador 205, y el mapeador de árbol de ceros de coeficiente de transformada cuantificada 206 tal como se ilustra en la Fig. 2 incluyen funciones que son comunes a los métodos de división 1 a 3, respectivamente, y también incluyen funciones para cambiar entre los diferentes métodos de división, el codificador de predicción 104a de método de división 1, el codificador de predicción 104b de método de división 2, y el codificador de predicción 104c de método de división 3 en la Fig. 1 pueden ser reemplazados por un único codificador de predicción 104 de método de división p. Por ejemplo, el codificador de predicción 104a de método de división 1 realiza la función de los tres codificadores de predicción 104 de método de división p y la información de identificación del método de división se introduce desde el selector de método de división 110 con el codificador de predicción 104a de método de división 1. En este caso, el codificador de predicción 104b de método de división 2 y el codificador de predicción 104c de método de división 3 son innecesarios.
A continuación, utilizando la Fig. 3, se describirá el proceso de generación de coeficiente cero y distinto de cero que se realiza mediante el mapeador de árbol de ceros de coeficiente de transformada cuantificada 206 de la Fig. 2.
El mapeador de árbol de ceros de coeficiente de transformada cuantificada 206 establece inicialmente un valor de k (número de identificación del sub-bloque) en "0" y un valor de KK (el número de sub-bloques en el bloque objetivo) en "4" en S302, y adquiere los coeficientes de transformada cuantificada en el k-ésimo (inicialmente, 0-ésimo) sub-bloque en un orden de exploración de trama en S303. El mapeador de árbol de ceros de coeficiente de transformada cuantificada 206 selecciona un mapa que corresponde al método de división p (p es un valor de 1 a 3; el método de división 1 indica 4x4 en la Fig. 6, el método de división 2 indica 2x8 en la Fig. 7, y el método de división 3 indica 8x2 en la Fig. 8) del bloque objetivo en S304. A continuación, en S305, el mapeador de árbol de ceros de coeficiente de transformada cuantificada 206 realiza un mapeo de los coeficientes de transformada cuantificada sobre las hojas de la estructura de árbol que es común a la pluralidad de métodos de división basándose en el mapa seleccionado (un árbol 62 en la Fig. 6, un árbol 72 en la Fig. 7, y un árbol 82 en la Fig. 8), determina los estados de las hojas respectivas como "0" (en el caso en que el valor del coeficiente es "0") o "1" (en el caso en que el valor del coeficiente es un valor, que no sea "0") de acuerdo con los valores de los coeficientes de las hojas respectivas, y actualiza los estados de los respectivos nodos de acuerdo con los estados determinados de los respectivos nodos.
A continuación, el mapeador de árbol de ceros de coeficiente de transformada cuantificada 206 realiza los procesos en S303 a S305 con respecto al sub-bloque k (en este caso, 1) mediante el incremento del valor de k por uno en S306. A partir de entonces, los procesos en S303 a S306 se realizan varias veces hasta que se completan los procesos con respecto a los cuatro sub-bloques (S307).
Tal como se ha descrito anteriormente, de acuerdo con la presente invención, incluso en el caso de la generación de la señal de predicción dividiendo el bloque objetivo con diferentes métodos de división, los coeficientes de transformada cuantificada pueden ser mapeados sobre las hojas de la estructura de árbol común, y por lo tanto no es necesario preparar una pluralidad de estructuras de árbol. Además, resulta posible realizar la codificación de árbol de ceros con un modelo de probabilidad común que no depende del método de división del bloque objetivo.
A pesar de que en esta realización se utilizan tres métodos de división del bloque objetivo para 4x4, 2x8 y 8x2 píxeles, el tipo y el número de métodos de división no están limitados a excepción del número fijo de píxeles en el sub-bloque.
(En relación con un decodificador de predicción 109 de método de división p)
El decodificador de predicción 109 de método de división p (el decodificador de predicción 109a de método de división 1, el decodificador de predicción 109b de método de división 2, y el decodificador de predicción 109c de método de división 3) incluye una configuración común, tal como se ilustra en la Fig. 4. A continuación, se describirá la configuración del decodificador de predicción 109 de método de división p. Tal como se ilustra en la Fig. 4, el decodificador de predicción 109 de método de división p incluye un mapeador de coeficiente de transformada cuantificada de árbol de ceros 401, un des-cuantificador 402,
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A continuación, el mapeador de coeficiente de transformada cuantificada de árbol de ceros 401 lleva a cabo repetidamente los procesos en S503 a S505 con respecto al sub-bloque k (en este caso, 1) mediante el aumento del valor de k por uno en S506. A partir de entonces, los procesos en S503 a S506 se realizan varias veces hasta que se completan los procesos con respecto a los cuatro sub-bloques (S507).
(Con respecto a un dispositivo de descodificación de imágenes)
La Fig. 9 es un diagrama de bloques que ilustra una configuración de un dispositivo de descodificación de imágenes 900 de acuerdo con una realización de la invención. El dispositivo de descodificación de imágenes 900 incluye un terminal de entrada 901, un analizador de datos 902, un decodificador de entropía de árbol de ceros 903, un decodificador de entropía de coeficiente distinto de cero 904, un decodificador de entropía de método de división 905, un conmutador de método de división 906, y un terminal de salida 907. Una memoria de fotogramas 108 de la Fig. 9 es la misma que la memoria de fotogramas 108 de la Fig. 1 tal como se ha descrito anteriormente, y un decodificador de predicción 109 de método de división p de la Fig. 9 es el mismo que el decodificador de predicción 109 de método de división p de la Fig. 1 que se ha descrito anteriormente.
A continuación, se describirá el funcionamiento del dispositivo de descodificación de imágenes 900 tal como se ha configurado anteriormente. Cuando se introduce un flujo de bits codificados en el terminal de entrada 901, el analizador de datos 902 extrae los datos del flujo de bits codificados, que resulta necesario para decodificar el bloque objetivo que va a ser procesado. Además, el analizador de datos 902 divide los datos codificados adquiridos en datos codificados de la señal residual (es decir, datos codificados obtenidos mediante la realización de la codificación de árbol de ceros de los estados de los nodos y hojas de la estructura de árbol y datos codificados de los coeficientes de transformada cuantificada distinto de cero) y datos codificados de información para identificar el método de división, y envía los datos codificados de la señal residual al decodificador de entropía de árbol de ceros 903 y envía los datos codificados de la información de identificación de método de división al decodificador de entropía de método de división 905.
El decodificador de entropía de método de división 905 decodifica los datos de entrada codificados de la información de identificación del método de división, y restaura la información de identificación del método de división en sub-bloques en el bloque objetivo. La información de identificación restaurada se envía al conmutador de método de división 906.
Por otro lado, el decodificador de entropía de árbol de ceros 903 realiza la descodificación de entropía de los estados de los nodos y las hojas de la estructura de árbol de los respectivos sub-bloques en el bloque objetivo mediante un modelo de probabilidad común que no depende de el método de división del bloque objetivo. Además, el decodificador de entropía de árbol de ceros 903 envía los datos codificados de los estados descodificados de los nodos y las hojas de la estructura de árbol y los valores descodificados que corresponden a los coeficientes de transformada cuantificada (coeficientes de transformada cuantificada distintos de cero) que indican que el estado descodificado de las hojas es "1", al decodificador de entropía de coeficiente distinto de cero 904.
El decodificador de entropía de coeficiente distinto de cero 904 lleva a cabo la descodificación de entropía de los datos de entrada codificados de los coeficientes de transformada cuantificada distintos de cero para restaurar los valores de los coeficientes de transformada cuantificada. Los valores descodificados restaurados de los coeficientes de transformada cuantificada distintos de cero y los estados de entrada de los nodos y las hojas de la estructura de árbol se envían al conmutador de método de división 906.
El conmutador de método de división 906 envía los valores descodificados de los estados de los nodos y las hojas de la estructura de árbol y los coeficientes de transformada cuantificada distintos de cero de los respectivos sub-bloques a uno cualquiera de los tres decodificadores de predicción 109 de método de división p sobre la base de la información de identificación del método de división.
Por ejemplo, en el caso en el que el método de división 1 se decodifica como la información de identificación del método de división, los valores descodificados de los estados de los nodos y las hojas de la estructura de árbol y los coeficientes de transformada cuantificada distintos de cero de los respectivos sub-bloques se envían al decodificador de predicción 109a de método de división 1, y el decodificador de predicción 109a de método de división 1 restaura los coeficientes de transformada cuantificada de los respectivos sub-bloques de los valores descodificados de los estados de entrada de los nodos y las hojas de la estructura de árbol y los coeficientes de transformada cuantificada distintos de cero de los respectivos sub-bloques. Además, el codificador de predicción 109a de método de división 1 realiza la des-cuantificación y la transformación inversa de los coeficientes de transformada cuantificada de los respectivos sub-bloques para generar una señal residual de reproducción. Al mismo tiempo, el codificador de predicción 109a de método de división 1 genera señales de predicción de los respectivos
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(Ejemplos modificados de un mapa)
En S304 de la Fig. 3 y en S504 de la Fig. 5, se selecciona un mapa, que se utiliza cuando los coeficientes de transformada cuantificada se mapean sobre las hojas de la estructura de árbol, a partir de una pluralidad de mapas basados en el método de división en sub-bloques del bloque objetivo. Sin embargo, en la presente invención, el método de selección no está limitado. Si la información se puede identificar mediante el dispositivo de codificación de imágenes, la información de atributo de acompañamiento del bloque objetivo o el sub-bloque o la información de descodificación del bloque adyacente pueden ser utilizadas para seleccionar el mapa.
Por ejemplo, se puede preparar un mapa, que se clasifica en base a las posiciones de los sub-bloques en el bloque objetivo, el número de coeficientes distintos de cero o de los valores de los coeficientes distintos de cero de los coeficientes cuantificados de los sub -bloques, el método de división del bloque adyacente objetivo, las formas de bloque de los sub-bloques o el número de píxeles, y similares. Además, se pueden combinar con los métodos de división. Asimismo, en el dispositivo de codificación de imágenes, se puede seleccionar qué mapa se va a utilizar, y la información de selección puede ser codificada en una unidad de trama o en una unidad de bloque.
En las Fig. 6 a 8, se ejemplifica que el número de píxeles en el sub-bloque es constante con respecto a los tres métodos de división. Sin embargo, la presente invención se puede aplicar incluso en el caso en el que el número de sub-bloques o el número de píxeles en el sub-bloque es opcional.
En las Fig. 14 a 16, el bloque objetivo 1401 de la Fig. 14 se divide en cuatro sub-bloques, mientras que el bloque objetivo 1501 de la Fig. 15 y el bloque objetivo 1601 de la Fig. 16 están divididos en tres subbloques. Además, se incluye un caso en que el número de píxeles en el sub-bloque es de 16 o 32.
Incluso en el caso anteriormente descrito, resulta posible realizar la codificación de árbol de ceros con un solo modelo de probabilidad que no depende del método de división del bloque objetivo mediante el uso de la estructura de árbol común (el árbol 1402 de la Fig. 14, el árbol 1502 de la Fig. 15, y el árbol 1602 de la Fig. 16) en que los coeficientes de transformada cuantificada en el bloque objetivo se asignan sobre las hojas.
La Fig. 12 es un diagrama de flujo S300-2 que ilustra un proceso de actualización de los estados de los nodos y las hojas de la estructura de árbol en el mapeador de árbol de ceros de coeficiente de transformada cuantificada 206 de la Fig. 2 en el caso en el que se utiliza la estructura de árbol en la unidad de bloque objetivo. A continuación se describirá el proceso de la Fig. 12.
El mapeador de árbol de ceros de coeficiente de transformada cuantificada 206 establece inicialmente un valor de k (el número de identificación del sub-bloque) en "0" y un valor de KK (el número de sub-bloques en el bloque objetivo) en "4" (el método de división 1 de la Fig. 14) o "3" (el método de división 4 de la Fig. 15 y el método de división 5 de la Fig. 16) en S1201, y adquiere los coeficientes de transformada cuantificada en el sub-bloque 0-ésimo en un orden de exploración de trama en S303.
A continuación, el mapeador de árbol de ceros de coeficiente de transformada cuantificada 206 realiza el proceso en S303 con respecto al sub-bloque k (en este caso, 1), aumentando el valor de k en "1" en S306. A partir de entonces, el mapeador de árbol de ceros de coeficiente de transformada cuantificada 206 lleva a cabo repetidamente los procesos en S303 a S306 hasta que el proceso en S303 se completa con respecto a todos los sub-pixeles (S307).
Cuando se completa el proceso en S303 con respecto a todos los sub-bloques, el mapeador de árbol de ceros de coeficiente de transformada cuantificada 206 selecciona un mapa que corresponde al método de división p (donde, p es "1", "4", o "5"; véase las Fig. 14 a 16) del bloque objetivo en S1202, y a continuación realiza una correlación de los coeficientes de transformada cuantificada en el bloque objetivo sobre las hojas de la estructura de árbol basada en el mapa seleccionado (el árbol 62, 72. o 82 en las Fig. 6 a 8) en S1203. A partir de entonces, el mapeador de árbol de ceros de coeficiente de transformada cuantificada 206 actualiza los estados de los nodos y las hojas de la estructura de árbol de acuerdo con los valores de los coeficientes de las hojas respectivas.
Tal como se ha descrito anteriormente, de acuerdo con la presente invención, incluso en el caso en el que el número de sub-bloques en el bloque objetivo o el número de píxeles en los sub-bloques difiere, los coeficientes de transformada cuantificada pueden ser mapeados sobre las hojas de la estructura de árbol común, que no depende del método de división del bloque objetivo, y por lo tanto resulta posible realizar la codificación de árbol de ceros con la misma estructura de árbol y el mismo modelo de probabilidad.
En este momento, en el ejemplo modificado del mapa, el tipo y el número de los métodos de división del bloque objetivo no están limitados.
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imágenes de acuerdo con esta realización se puede almacenar en y proporcionar desde un medio de grabación como un programa. Asimismo, la invención en relación con el dispositivo de descodificación de imágenes se puede entender como la invención relacionada con un programa de descodificación de imágenes para hacer que un ordenador funcione como el dispositivo de descodificación de imágenes. Además, el método de descodificación de imágenes de acuerdo con esta realización se puede almacenar en y proporcionar desde un medio de grabación como un programa.
El programa de codificación de imágenes y el programa de descodificación de imágenes, por ejemplo, se pueden almacenar en y proporcionar desde un medio de grabación. Ejemplos del medio de grabación incluyen un medio de grabación como por ejemplo un disco flexible, un CD-ROM, un DVD, o similar, o un medio de grabación como por ejemplo una ROM o similar, o una memoria semiconductora o similar.
La Fig. 19 ilustra los módulos de un programa de codificación de imágenes para hacer que un ordenador funcione como un dispositivo de codificación de imágenes. Tal como se ilustra en la Fig. 19, un programa de codificación de imágenes P100 incluye un módulo de división de bloques P101, un módulo de codificación de predicción P102, un módulo de predicción de descodificación P103, un módulo de selección del método de división P104, un módulo de almacenamiento P105, un módulo de conmutación P106, un módulo de codificación de árbol de ceros P107, un módulo de codificación de coeficiente distinto de cero P108, un módulo de codificación de método de división P109, y un módulo de salida P110. Entre ellos, el módulo de codificación de predicción P102 se puede entender como un programa, y tal como se ilustra en la Fig. 20, incluye un módulo de división de sub-bloques P201, un módulo de predicción P202, un módulo de sustracción P203, un módulo de transformación P204, un módulo des-cuantificación P205, y un módulo de mapeo de árbol de ceros P de coeficiente de transformada cuantificada 206.
Las funciones que se implementan mediante la ejecución de los respectivos módulos son las mismas que las funciones del dispositivo de codificación de imágenes 100 de la Fig. 1 tal como se ha descrito anteriormente. Es decir, en función, el módulo de división de bloques P101de la Fig. 19 corresponde al divisor de bloques 102 de la Fig. 1, el módulo de codificación de predicción P102 correspondiente al codificador de predicción 104 de método de división p, y el módulo de descodificación de predicción P103 correspondiente al decodificador de predicción 109 de método de división p. Además, el módulo de selección de método de división P104 corresponde al selector de método de división 110, el módulo de almacenamiento P105 corresponde a la memoria de fotogramas 108 y el módulo de conmutación P106 corresponde al método de conmutación de división 103. Además, el módulo de codificación de árbol de ceros P107 corresponde al codificador de entropía de árbol de ceros 105, el módulo de codificación de coeficiente distinto de cero P108 corresponde al codificador de entropía de coeficiente distinto de cero 106, el módulo de codificación de método de división P109 corresponde al codificador de entropía de método de división 111 y el módulo de salida P110 corresponde al terminal de salida 107. Además, el módulo de división de sub-bloques P201 de la Fig. 20 corresponde al divisor de regiones pequeñas 201 de la Fig. 2, el módulo de predicción P202 corresponde al predictor 202, el módulo de sustracción P203 corresponde al sustractor 203, el módulo de transformación P204 corresponde al transformador 204, el módulo de cuantificación P205 corresponde al cuantificador 205, y el módulo de mapeo de árbol de ceros de coeficiente de transformada cuantificada P206 corresponde al mapeador de árbol de ceros de coeficiente de transformada cuantificada 206.
La Fig. 21 ilustra los módulos de un programa de descodificación de imágenes para hacer que un ordenador funcione como un dispositivo de descodificación de imágenes. Tal como se ilustra en la Fig. 21, un programa de descodificación de imágenes P900 incluye un módulo de análisis de datos P901, un módulo de descodificación de árbol de ceros P902, un módulo de descodificación de coeficiente distinto de cero P903, un módulo de conmutación P904, un módulo de descodificación de método de división P905, un módulo de predicción de descodificación P103 y un módulo de almacenamiento P105. Entre ellos, el módulo de descodificación de predicción P103 puede ser entendido como un programa, y tal como se ilustra en la Fig. 22, puede incluir un módulo de mapeo de coeficiente de transformada cuantificada de árbol de ceros P401, un módulo de des-cuantificación P402, un módulo de transformación inversa P403, un módulo de predicción P202, un módulo de adición P404, y un módulo de integración de bloques P405.
Las funciones que se implementan mediante la ejecución de los respectivos módulos son las mismas que las funciones del dispositivo de descodificación de imágenes 900 de la Fig. 9 tal como se describe anteriormente. Es decir, en función, el módulo de análisis de datos P901 en la Fig. 21 corresponde al analizador de datos 902 de la Fig. 9, el módulo de descodificación de árbol de ceros P902 corresponde al decodificador de entropía de árbol de ceros 903, y el módulo de descodificación de coeficiente distinto de cero P903 corresponde al decodificador de entropía de coeficiente distinto de cero 904. Además, el módulo de conmutación P904 corresponde al conmutador de método de división 906, el módulo de descodificación de método de división P905 corresponde al decodificador de entropía de método de división 905, el módulo de descodificación de predicción P103 corresponde al decodificador de predicción p de método de división 109, y el módulo de almacenamiento P105 corresponde a la memoria de
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mapas para el mapeo de los coeficientes de transformada cuantificada de la región pequeña en las hojas de la estructura de árbol, para el mapeo de la coeficientes de transformada cuantificada de la región pequeña en las hojas de la estructura de árbol basado en el mapa seleccionado, y para la actualización de un estado de los nodos y las hojas de la estructura de árbol de acuerdo con los coeficientes de transformada cuantificada mapeados en las hojas respectivas, en que el mapa seleccionado está basado en la información de atributo de la región pequeña; una unidad de codificación de árbol de ceros para llevar a cabo la codificación de entropía de los estados de los nodos y las hojas de la estructura de árbol con un modelo de probabilidad que es común a la pluralidad de métodos de división; una unidad de codificación de coeficiente distinto de cero para llevar a cabo la codificación de entropía de coeficientes de transformada cuantificada distintos de cero de la región pequeña; y una unidad de salida para la salida de datos codificados de la información de identificación del método de división seleccionado, datos codificados indicativos de los estados de los nodos y las hojas de la estructura de árbol, y datos codificados indicativos de los coeficientes de transformada cuantificada distintos de cero de la región pequeña.
De acuerdo con un ejemplo del dispositivo de codificación de imágenes, la información de atributo de la región pequeña es el método de división seleccionado de la región objetivo.
De acuerdo con una realización, se proporciona un dispositivo de descodificación de imágenes que comprende:
una unidad de análisis de datos para extraer datos codificados que indica un método de división de una región objetivo que se va a procesar, y datos codificados de una señal residual de una región pequeña que se obtienen al dividir la región objetivo, los datos codificados extraídos de datos comprimidos; una unidad de descodificación de método de división para realizar la descodificación de entropía de la información, para identificar el método de división de la región objetivo entre una pluralidad de métodos de división, el método de división identificado a partir de los datos codificados que indican el método de división de la región objetivo; una unidad de descodificación de árbol de ceros para la preparación de una estructura de árbol que es común a los métodos de división, y para realizar la descodificación de entropía de un estado de los nodos y las hojas de la estructura de árbol mediante un modelo de probabilidad de que es común a la pluralidad de métodos de división, la estado de los nodos y hojas descodificado a partir de los datos codificados de la señal residual de la región pequeña; una unidad de descodificación de coeficiente distinto de cero para realizar la descodificación de entropía de los valores descodificados de coeficientes de transformada cuantificada de la región pequeña descodificada en que el estado de las hojas de la estructura de árbol descodificada es 1, en que los valores descodificados de los coeficientes de transformada cuantificada de la región pequeña descodificada se han descodificado a partir de los datos codificados de la señal residual de la región pequeña; una unidad de mapeo de coeficiente de transformada cuantificada de árbol de ceros para la selección de un mapa, que se determina basándose en información de atributos completamente descodificada de la región pequeña, el mapa seleccionado entre una pluralidad de mapas, los mapas para el mapeo de la coeficientes de transformada cuantificada de la región pequeña en las hojas de la estructura de árbol, la unidad de mapeo de coeficiente de transformada cuantificada de árbol de ceros también para la restauración de los valores descodificados del estado de los nodos y las hojas de la estructura de árbol descodificada y los coeficientes de transformada cuantificada de la región pequeña descodificada para los coeficientes de transformada cuantificada de reproducción de la región pequeña basados en el mapa seleccionado; una unidad de descuantificación para la realización de la descuantificación de los coeficientes de transformada cuantificada de reproducción de la región pequeña y para la generación de coeficientes de transformada de frecuencia de reproducción; una unidad de transformación inversa para realizar la transformación inversa de los coeficientes de transformada de frecuencia de reproducción de la región pequeña y para la restauración de una señal residual de reproducción; una unidad de predicción para generar una señal de predicción con respecto a una señal original en la región pequeña; y una unidad de restauración de imágenes para restaurar una señal de reproducción de la región pequeña mediante la adición de la señal de predicción de la región pequeña y la señal residual de reproducción.
De acuerdo con un ejemplo del dispositivo de descodificación de imágenes, la información de atributos totalmente descodificada de la región pequeña es el método de división de la región objetivo descodificada.
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pequeña descodificada se han descodificado a partir de los datos codificados de la señal residual de la región objetivo; una unidad de mapeo de coeficiente de transformada cuantificada de árbol de ceros para seleccionar un mapa entre una pluralidad de mapas, el mapa seleccionado basado en información de atributos totalmente descodificada de la región objetivo, el mapa para mapear los coeficientes de transformada cuantificada de la región objetivo en las hojas de la estructura de árbol, la unidad de mapeo de coeficiente de transformada cuantificada de árbol de ceros también para transformar los valores descodificados del estado de los nodos y las hojas de la estructura de árbol descodificada y los coeficientes de transformada cuantificada de la región objetivo descodificada en los coeficientes de transformada cuantificada de reproducción de las respectivas regiones pequeñas de la región objetivo basada en el mapa seleccionado; una unidad de descuantificación para la realización de la descuantificación de los coeficientes de transformada cuantificada de reproducción en las respectivas regiones pequeñas de la región objetivo y para generar coeficientes de transformada de frecuencia de reproducción; una unidad de transformación inversa para realizar la transformación inversa de los coeficientes de transformada de frecuencia de reproducción en las respectivas regiones pequeñas de la región objetivo y la restauración de una señal residual de reproducción; una unidad de predicción para generar una señal de predicción con respecto a una señal original en cada una de las respectivas regiones pequeñas de la región objetivo; una unidad de restauración de imágenes para restaurar una señal de reproducción en cada una de las respectivas regiones pequeñas de la región objetivo para generar una señal de imagen reproducida por adición de la señal de predicción en las respectivas regiones pequeñas de la región objetivo y la señal residual de reproducción; y una unidad de integración de región configurada para integrar las señales de imágenes reproducidas en las respectivas regiones pequeñas de la región objetivo para generar una señal de imágenes reproducidas de la región objetivo.
De acuerdo con un ejemplo del dispositivo de descodificación de imágenes, la información de atributos totalmente descodificados de la región objetivo es el método de división de la región objetivo descodificada.
De acuerdo con una realización, se proporciona un método de codificación de imágenes que se realiza mediante un dispositivo de codificación de imágenes, que comprende las etapas de:
dividir una imagen de entrada en una pluralidad de regiones; seleccionar una región objetivo que se procesa entre la pluralidad de regiones; seleccionar un método de división de la región objetivo a procesar entre una pluralidad de métodos de división; codificar la información para identificar el método de división seleccionado; dividir la región objetivo en una pluralidad de regiones pequeñas utilizando el método de división seleccionado; generar una señal de predicción con respecto a una señal original en una región pequeña incluida entre las regiones pequeñas; generar una señal residual entre la señal de predicción y la señal original en la región pequeña; realizar una transformación de frecuencia de la señal residual en la región pequeña para generar coeficientes de transformada; cuantificar los coeficientes de transformada de la región pequeña para generar coeficientes de transformada cuantificada; preparar una estructura de árbol que es común a la pluralidad de métodos de división; seleccionar un mapa, que se determina en función del método de división seleccionado de la región objetivo, entre una pluralidad de mapas para el mapeo de los coeficientes de transformada cuantificada de la región pequeña en las hojas de la estructura de árbol; mapear los coeficientes de transformada cuantificada de la región pequeña en las hojas de la estructura de árbol basándose en el mapa seleccionado; actualizar el estado de los nodos y las hojas de la estructura de árbol de acuerdo con los coeficientes de transformada cuantificada mapeados en las hojas respectivas; realizar la codificación de entropía del estado de los nodos y las hojas de la estructura de árbol con un modelo de probabilidad que es común a la pluralidad de métodos de división; realizar la codificación de entropía de los coeficientes de transformada cuantificada distintos de cero de la región pequeña; y enviar datos codificados de la información de identificación del método de división seleccionado, datos codificados indicativos del estado de los nodos y las hojas de la estructura de árbol, y datos codificados indicativos de los coeficientes de transformada cuantificada distintos de cero de la región pequeña.
De acuerdo con una realización, se proporciona un método de descodificación de imágenes que se realiza mediante un dispositivo de descodificación de imágenes, que comprende las etapas de:
extraer datos codificados que indican un método de división de una región objetivo que se va a procesar, y datos codificados de una señal residual de una región pequeña que se obtienen al dividir la región objetivo, los datos codificados extraídos de datos comprimidos; realizar la descodificación de entropía de la información de identificación del método de división de la región objetivo entre una pluralidad de métodos de división, la información a partir de los datos codificados que indica el método de división de la región objetivo; preparar una estructura de árbol que es común a los métodos de división; realizar la descodificación de entropía de un estado de los nodos y las hojas de la estructura de árbol utilizando un modelo de probabilidad que es común a la pluralidad de métodos de división, el estado de los nodos y las hojas de la estructura de árbol descodificada por entropía a partir de los datos codificados de la señal residual de la región pequeña; realizar la descodificación de entropía de los valores descodificados de coeficientes de transformada cuantificada cuando el estado de las hojas de la estructura de árbol descodificada es 1, los valores descodificados de coeficientes de transformada cuantificada descodificados por entropía a partir de los datos codificados de la señal residual de la región pequeña; seleccionar un mapa, que se determina en función del método de división de la región objetivo descodificada, entre una pluralidad de mapas para el mapeo de los coeficientes de transformada cuantificada de la región pequeña en las hojas de la estructura de árbol; restaurar los valores descodificados del estado de los nodos y las hojas de la estructura de árbol descodificada y los coeficientes de transformada cuantificada de la región pequeña descodificadas para la reproducción de coeficientes de transformada cuantificada de la región pequeña basados en el mapa seleccionado; realizar la descuantificación de los coeficientes de transformada cuantificada de reproducción de la región pequeña para generar los coeficientes de transformada de frecuencia de reproducción; realizar la transformación inversa de los coeficientes de transformada de frecuencia de reproducción de la región pequeña y restaurar una señal residual de reproducción; generar una señal de predicción con respecto a una señal original en la región pequeña; y restaurar una señal de reproducción de la región pequeña mediante la adición de la señal de predicción de la región pequeña y la señal residual de reproducción.
De acuerdo con una realización, se proporciona un método de codificación de imágenes que se realiza mediante un dispositivo de codificación de imágenes, que comprende las etapas de:
dividir una imagen de entrada en una pluralidad de regiones; seleccionar una región objetivo que se va a procesar entre la pluralidad de regiones; seleccionar un método de división de la región objetivo entre una pluralidad de métodos de división; codificar la información para identificar el método de división seleccionado; dividir la región objetivo en una pluralidad de regiones pequeñas respectivas utilizando el método de división seleccionado; generar una señal de predicción con respecto a una señal original en cada una de las respectivas regiones pequeñas de la región objetivo; generar una señal residual entre la señal de predicción y la señal original en las respectivas regiones pequeñas de la región objetivo; realizar la transformación de frecuencia de la señal residual en las respectivas regiones pequeñas de la región objetivo para generar coeficientes de transformada; cuantificar los coeficientes de transformada en las respectivas regiones pequeñas de la región objetivo para generar coeficientes de transformada cuantificada; preparar una estructura de árbol que es común a la pluralidad de métodos de división; seleccionar un mapa, que se determina en función del método de división seleccionado de la región objetivo, entre una pluralidad de mapas para el mapeo de los coeficientes de transformada cuantificada en la región objetivo en las hojas de la estructura de árbol; mapear los coeficientes de transformada cuantificada de la región objetivo en las hojas de la estructura de árbol basándose en el mapa seleccionado; actualizar un estado de los nodos y las hojas de la estructura de árbol de acuerdo con los coeficientes de transformada cuantificada mapeados en las hojas respectivas; realizar la codificación de entropía del estado de los nodos y las hojas de la estructura de árbol utilizando un modelo de probabilidad que es común a la pluralidad de métodos de división; realizar la codificación de entropía de los coeficientes de transformada cuantificada distintos de cero en las respectivas regiones pequeñas de la región objetivo; y enviar los datos codificados de la información de identificación del método de división seleccionado, los datos codificados indicativos del estado de los nodos y las hojas de la estructura de árbol, y los datos codificados indicativos de los coeficientes de transformada cuantificada distintos de cero en las respectivas regiones pequeñas de la región objetivo.
De acuerdo con una realización, se proporciona un método de descodificación de imágenes que se realiza mediante un dispositivo de descodificación de imágenes, que comprende las etapas de:
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una unidad de codificación de árbol de ceros para llevar a cabo la codificación de entropía del estado de los nodos y las hojas de la estructura de árbol con un modelo de probabilidad que es común a la pluralidad de métodos de división; una unidad de codificación de coeficiente distinto de cero para llevar a cabo la codificación de entropía de coeficientes de transformada cuantificada distintos de cero de la región pequeña; y una unidad de salida para la salida de datos codificados de la información de identificación del método de división seleccionado, datos codificados indicativos del estado de los nodos y las hojas de la estructura de árbol, y datos codificados indicativos de los coeficientes de transformada cuantificada distintos de cero de la región pequeña.
De acuerdo con una realización, se proporciona un programa de descodificación de imágenes que hace que un equipo funcione como:
una unidad de análisis de datos para extraer datos codificados a partir de datos comprimidos, los datos codificados indican un método de división de una región objetivo que se va a procesar y datos codificados de una señal residual de una región pequeña que se obtienen dividiendo la región objetivo; una unidad de descodificación de método de división para realizar la descodificación de entropía de la información para identificar el método de división de la región objetivo entre una pluralidad de métodos de división, la información a partir de los datos codificados que indican el método de división de la región objetivo; una unidad de descodificación de árbol de ceros para la preparación de una estructura de árbol que es común a la pluralidad de métodos de división y para realizar la descodificación de entropía de un estado de los nodos y las hojas de la estructura de árbol utilizando un modelo de probabilidad que es común a la pluralidad de métodos de división, el estado de los nodos y hojas descodificado a partir de los datos codificados de la señal residual de la región pequeña; una unidad de descodificación de coeficiente distinto de cero para realizar la descodificación de entropía de los valores descodificados de los coeficientes de transformada cuantificada de la región pequeña descodificada, en que el estado de las hojas de la estructura de árbol descodificada es 1, los valores descodificados de los coeficientes de transformada cuantificada de la región pequeña descodificada que se ha descodificado a partir de los datos codificados de la señal residual de la región pequeña; una unidad de mapeo de coeficiente de transformada cuantificada de árbol de ceros para la selección de un mapa, que se determina en función del método de división de la región objetivo descodificada, entre una pluralidad de mapas, los mapas para mapear los coeficientes de transformada cuantificada de la región pequeña en las hojas de la estructura de árbol, y para la restauración de los valores descodificados del estado de los nodos y las hojas de la estructura de árbol descodificada y los coeficientes de transformada cuantificada de la región pequeña descodificada para los coeficientes de transformada cuantificada de reproducción de la región pequeña sobre la base del mapa seleccionado; una unidad de descuantificación para la realización de la descuantificación de los coeficientes de transformada cuantificada de reproducción de la región pequeña para generar los coeficientes de transformada de frecuencia de reproducción; una unidad de transformación inversa para llevar a cabo la transformación inversa de los coeficientes de transformada de frecuencia de reproducción de la región pequeña para restaurar una señal residual de reproducción; una unidad de predicción para generar una señal de predicción con respecto a una señal original en la región pequeña; y una unidad de restauración de imágenes para restaurar una señal de reproducción de la región pequeña mediante la adición de la señal de predicción de la región pequeña y la señal residual de reproducción.
De acuerdo con una realización, se proporciona un programa de codificación de imágenes que hace que un ordenador funcione como:
una unidad de división de regiones para dividir una imagen de entrada en una pluralidad de regiones; una unidad de selección de método de división para seleccionar un método de división entre una pluralidad de métodos de división, el método de división seleccionado a parir de una región objetivo que se va a procesar, la región objetivo entre la pluralidad de regiones; una unidad de codificación de método de división para la codificación de información que identifica el método de división seleccionado; una unidad de división de regiones pequeñas para dividir la región objetivo en una pluralidad de regiones pequeñas respectivas utilizando el método de división seleccionado; una unidad de predicción para generar una señal de predicción con respecto a una señal original en las respectivas regiones pequeñas de la región objetivo;
una unidad de generación de señal residual para generar una señal residual entre la señal de predicción y la señal original en las respectivas regiones pequeñas de la región objetivo; una unidad de transformación para realizar la transformación de frecuencia de la señal residual en las respectivas regiones pequeñas de la región objetivo para generar coeficientes de transformada; una unidad des-cuantificación para cuantificar los coeficientes de transformada en las respectivas regiones pequeñas de la región objetivo para generar coeficientes de transformada cuantificada; una unidad de mapeo de árbol de ceros para la preparación de una estructura de árbol que es común a la pluralidad de métodos de división, para la selección de un mapa, que se determina basándose en el método de división seleccionado de la región objetivo, entre una pluralidad de mapas para mapear los coeficientes de transformada cuantificada en la región objetivo en las hojas de la estructura de árbol, para el mapeo de los coeficientes de transformada cuantificada en la región objetivo en las hojas de la estructura de árbol basándose en el mapa seleccionado, y para actualizar el estado de los nodos y las hojas de la estructura de árbol de acuerdo con coeficientes de transformada cuantificada mapeados en las hojas respectivas; una unidad de codificación de árbol de ceros para llevar a cabo la codificación de entropía del estado de los nodos y las hojas de la estructura de árbol utilizando un modelo de probabilidad que es común a la pluralidad de métodos de división; una unidad de codificación de coeficiente distinto de cero para llevar a cabo la codificación de entropía de los coeficientes de transformada cuantificada distintos de cero en las respectivas regiones pequeñas de la región objetivo; y una unidad de salida para enviar datos codificados de la información de identificación del método de división seleccionado, datos codificados indicativos del estado de los nodos y las hojas de la estructura de árbol, y datos codificados de los coeficientes de transformada cuantificada distintos de cero en las respectivas regiones pequeñas.
De acuerdo con una realización, se proporciona un programa de descodificación de imágenes que hace que un equipo funcione como:
una unidad de análisis de datos para extraer datos codificados que indican un método de división de una región objetivo que se va a procesar, y datos codificados indicativos de una señal residual de la región objetivo, los datos codificados extraídos a partir de datos comprimidos; una unidad de descodificación de método de división para realizar la descodificación de entropía de la información de identificación del método de división de la región objetivo entre una pluralidad de métodos de división, la información de los datos codificados que indica el método de división de la región objetivo; una unidad de descodificación de árbol de ceros para la preparación de una estructura de árbol que es común a los métodos de división y para realizar la descodificación de entropía de un estado de los nodos y las hojas de la estructura de árbol utilizando un modelo de probabilidad que es común a la pluralidad de métodos de división, el estado de los nodos y las hojas de la estructura de árbol descodificada a partir de los datos codificados de la señal residual de la región objetivo; una unidad de descodificación de coeficiente distinto de cero para realizar la descodificación de entropía de los valores descodificados de coeficientes de transformada cuantificada de la región pequeña descodificada en que el estado de las hojas de la estructura de árbol descodificada es 1, los valores descodificados de la coeficientes de transformada cuantificada de la región pequeña descodificada que se ha descodificado a partir de los datos codificados de la señal residual de la región objetivo; una unidad de mapeo de coeficiente de transformada cuantificada de árbol de ceros para seleccionar un mapa entre una pluralidad de mapas, el mapa seleccionado basado en el método de división de la región objetivo descodificada, el mapa para mapear los coeficientes de transformada cuantificada de la región objetivo en las hojas de la estructura de árbol, y la unidad de mapeo de coeficiente de transformada cuantificada de árbol de ceros también para transformar los valores descodificados del estado de los nodos y las hojas de la estructura de árbol descodificada y los coeficientes de transformada cuantificada de la región objetivo descodificada en los coeficientes de transformada cuantificada de reproducción de las respectivas regiones pequeñas de la región objetivo basándose en el mapa seleccionado; una unidad de descuantificación para la realización de la descuantificación de los coeficientes de transformada cuantificada de reproducción en las respectivas regiones pequeñas de la región objetivo para generar los coeficientes de transformada de frecuencia de reproducción; una unidad de transformación inversa para la realización de la transformación inversa de los coeficientes de transformada de frecuencia de reproducción en las respectivas regiones pequeñas de la región objetivo para restaurar una señal residual de reproducción; una unidad de predicción para generar una señal de predicción con respecto a una señal original en las respectivas regiones pequeñas de la región objetivo;
una unidad de restauración de imágenes para restaurar una señal de reproducción en las regiones pequeñas de la región objetivo para generar una señal de imagen reproducida mediante la adición de la señal de predicción en las respectivas regiones pequeñas de la región objetivo y la señal residual de reproducción; y
5 una unidad de integración de región para integrar las señales de imágenes reproducidas en las respectivas regiones pequeñas de la región objetivo para generar una señal de imágenes reproducidas de la región objetivo.
Lista de Signos de Referencia
10 101, 901: terminal de entrada; 102: divisor de bloques; 103: conmutador de método de división; 104a: codificador de predicción del método de división 1; 104b: codificador de predicción del método de división 2; 104c: codificador de predicción del método de división; 105: codificador de entropía árbol de ceros; 106: codificador de entropía de coeficiente distinto de cero; 107, 907:
15 terminal de salida; 108: memoria de fotogramas; 109a: decodificador de predicción del método de división 1; 109b: codificador de predicción del método de división 2; 109c: decodificador de predicción del método de división 3; 110: selector de método de división; 111: codificador de entropía de método de división; 201: divisor de regiones pequeñas; 202: predictor; 203: sustractor; 204: transformador; 205: cuantificador; 206: mapeador de árbol de ceros de
20 coeficiente de transformada cuantificada; 401: mapeador de coeficiente de transformada cuantificada de árbol de ceros; 402: de-cuantificador; 403: transformador inverso; 404: sumador;
405: integrador de bloques; 902: analizador de datos; 903: decodificador de entropía de árbol de ceros; 904: decodificador de coeficiente distinto de cero; 905: decodificador de entropía de método de división; y 906: conmutador de método de división.
25

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