ES2590705T3 - Procedimiento y aparato para codificar/decodificar por entropía un coeficiente de transformación - Google Patents

Procedimiento y aparato para codificar/decodificar por entropía un coeficiente de transformación Download PDF

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Abstract

Un procedimiento de coeficientes de transformación de decodificación por entropía, comprendiendo el procedimiento: extraer (1910) información acerca de una localización de dirección de eje horizontal y una localización de dirección de eje vertical de un último coeficiente de transformación significativo que tiene un valor distinto de cero e incluido en un bloque de transformación, desde un flujo de bits recibido en el que el último coeficiente de transformación significativo tiene el último índice de exploración de acuerdo con un cierto orden de exploración entre los coeficientes de transformación; determinar (1920) una localización del último coeficiente de transformación significativo decodificando la información acerca de la localización de dirección de eje horizontal y la localización de dirección de eje vertical; decodificar el último coeficiente de transformación significativo en base a la localización del último coeficiente de transformación significativo; decodificar una bandera de coeficiente significativo, incluida en el flujo de bits recibido, que representa una localización de un segundo coeficiente de transformación significativo; y decodificar el segundo coeficiente de transformación significativo usando la bandera de coeficiente significativo; en el que la información incluye un valor x que corresponde a la localización de dirección de eje horizontal y un valor y que corresponde a la localización de dirección de eje vertical.

Description

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DESCRIPCION
Procedimiento y aparato para codificar/decodificar por entrc^a un coeficiente de transformacion Campo tecnico
La presente invencion se refiere a codificacion y decodificacion por entropfa de coeficientes de transformacion, y mas particularmente, a un procedimiento y un aparato para codificar y decodificar por entropfa eficazmente informacion acerca de una localizacion de un ultimo coeficiente de transformacion significativo en un bloque de transformacion.
Antecedentes de la tecnica
De acuerdo con normas de codificacion de video internacionales tales como H.264 y MPEG-4, una senal de video se divide jerarquicamente en secuencias, fotogramas, sectores, macro bloques, y bloques, y el bloque es una unidad de procesamiento minima. En un procedimiento de codificacion, se obtienen datos residuales de un bloque realizando prediccion intra-fotograma o prediccion inter-fotograma. Tambien, los datos residuales se comprimen realizando transformacion, cuantificacion, exploracion, codificacion por longitud de pasada, y codificacion por entropfa. Un procedimiento de decodificacion es un procedimiento inverso del procedimiento de codificacion. Inicialmente, los coeficientes de un bloque de transformacion, que se generaron en un procedimiento de codificacion por entropfa, se extraen desde un flujo de bits. A continuacion, los datos residuales de un bloque se reconfiguran realizando cuantificacion inversa y transformacion inversa, y se usa informacion de prediccion para reconfigurar datos de video del bloque.
El documento US 2004/0114683 A1 desvela un procedimiento de codificacion de video en el que para cada bloque en un procedimiento de exploracion, se determinan las posiciones de coeficientes de transformacion significativos en el bloque y posteriormente, en un orden de exploracion inverso (empezando con los ultimos coeficientes de transformacion significativos en el bloque) y se codifican los valores de los coeficientes de transformacion significativos.
Divulgacion de la invencion Problema tecnico
La presente invencion proporciona un procedimiento y aparato para codificar y decodificar por entropfa eficazmente informacion acerca de una localizacion de un ultimo coeficiente de transformacion significativo en un bloque de transformacion que tiene un tamano grande.
Solucion tecnica
De acuerdo con una realizacion de la presente invencion, la informacion acerca de una localizacion de un ultimo coeficiente de transformacion significativo en un bloque de transformacion se codifica usando su localizacion de direccion de eje horizontal y su localizacion de direccion de eje vertical en el bloque de transformacion.
Efectos ventajosos
De acuerdo con la presente invencion, una localizacion de un ultimo coeficiente de transformacion significativo incluido en un bloque de transformacion que tiene un tamano grande puede representarse eficazmente, y la informacion acerca de la localizacion del ultimo coeficiente de transformacion significativo puede decodificarse independientemente de un procedimiento para decodificar coeficientes de transformacion.
Breve descripcion de los dibujos
La Figura 1 es un diagrama de bloques de un aparato de codificacion de imagen de acuerdo con una realizacion de la presente invencion.
La Figura 2 es un diagrama de bloques de un aparato de decodificacion de imagen de acuerdo con una realizacion de la presente invencion.
La Figura 3 es un diagrama que muestra unidades de codificacion jerarquica de acuerdo con una realizacion de la presente invencion.
La Figura 4 es un diagrama de bloques de un codificador de imagen basandose en unidades de codificacion, de acuerdo con una realizacion de la presente invencion.
La Figura 5 es un diagrama de bloques de un decodificador de imagen basandose en unidades de codificacion, de acuerdo con una realizacion de la presente invencion.
La Figura 6 es un diagrama que muestra unidades de codificacion maximas, sub unidades de codificacion, y unidades de prediccion, de acuerdo con una realizacion de la presente invencion.
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La Figura 7 es un diagrama que muestra una unidad de codificacion y una unidad de transformacion, de acuerdo con una realizacion de la presente invencion.
Las Figuras 8A y 8B son diagramas que muestran formas de division de unidades de codificacion, unidades de prediccion, y unidades de transformacion, de acuerdo con una realizacion de la presente invencion.
La Figura 9 es un diagrama de flujo un procedimiento de coeficientes de transformacion de codificacion por entropfa, de acuerdo con una realizacion de la presente invencion.
La Figura 10 es un diagrama de referencia para describir un procedimiento de coeficientes de transformacion de codificacion por entropfa, de acuerdo con las realizaciones de la presente invencion.
La Figura 11 es un diagrama de bloques de un aparato de codificacion por entropfa de acuerdo con una realizacion de la presente invencion.
La Figura 12 es un diagrama de bloques de un dispositivo de codificacion aritmetica binaria adaptativa al contexto (CABAC) de acuerdo con una realizacion de la presente invencion.
La Figura 13 es un diagrama de referencia para describir un procedimiento para seleccionar un contexto para codificar informacion acerca de una localizacion de un ultimo coeficiente de transformacion significativo, de acuerdo con una realizacion de la presente invencion.
La Figura 14 muestra un mapa de significado que corresponde a la Figura 10.
La Figura 15 es un diagrama de referencia para describir un procedimiento de valores de nivel de codificacion de coeficientes de transformacion significativos incluidos en un bloque de transformacion ilustrado en la Figura 10.
La Figura 16 es un diagrama que muestra un ejemplo de una pluralidad de tablas de codificacion de longitud variable (VLC) usadas de acuerdo con una realizacion de la presente invencion.
La Figura 17 es un diagrama de referencia para describir un procedimiento de coeficientes de transformacion de codificacion por entropfa, de acuerdo con otra realizacion de la presente invencion.
Las Figuras 18A y 18B son diagramas de referencia para describir un procedimiento de coeficientes de transformacion de codificacion por entropfa, de acuerdo con otra realizacion de la presente invencion.
La Figura 19 es un diagrama de flujo de un procedimiento de coeficientes de transformacion de decodificacion por entropfa, de acuerdo con una realizacion de la presente invencion.
La Figura 20 es un diagrama de bloques de un aparato de decodificacion por entropfa de acuerdo con una realizacion de la presente invencion.
Mejor modo para llevar a cabo la invencion
La invencion se expone en el conjunto de reivindicaciones adjuntas.
Modo para la invencion
En lo sucesivo, la presente invencion se describira en detalle explicando realizaciones de la invencion con referencia a los dibujos adjuntos.
La Figura 1 es un diagrama de bloques de un aparato 100 de codificacion de imagen de acuerdo con una realizacion de la presente invencion.
Haciendo referencia a la Figura 1, el aparato 100 de codificacion de imagen incluye un divisor 110 de unidad de codificacion maxima, un determinador 120 de profundidad codificada, un codificador 130 de datos de imagen, y un codificador 140 de informacion de codificacion.
El divisor 110 de unidad de codificacion maxima puede dividir un fotograma actual o un sector actual basandose en una unidad de codificacion maxima que es una unidad de codificacion con tamano maximo. El fotograma actual o el sector actual pueden dividirse en al menos una unidad de codificacion maxima.
De acuerdo con una realizacion de la presente invencion, las unidades de codificacion pueden representarse usando una unidad de codificacion maxima y una profundidad. Como se ha descrito anteriormente, una unidad de codificacion maxima representa una unidad de codificacion que tiene el tamano mas grande de entre las unidades de codificacion del fotograma actual, y una profundidad representa como se reducen jerarquicamente las unidades de codificacion en tamano. A medida que una profundidad se hace profunda, las unidades de codificacion pueden reducirse en tamano desde una unidad de codificacion maxima a una unidad de codificacion minima, y una profundidad de la unidad de codificacion maxima puede definirse como una profundidad minima mientras la profundidad de la unidad de codificacion minima puede definirse como una profundidad maxima. Puesto que las
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unidades de codificacion se reducen en tamano a medida que la profundidad se hace profunda desde la unidad de codificacion maxima, una sub unidad de codificacion que tiene una profundidad de k puede incluir una pluralidad de sub unidades de codificacion que tienen profundidades mayores de k.
Cuando un fotograma a codificar tiene un tamano grande, si una imagen se codifica en una unidad grande, la imagen puede codificarse a una tasa de compresion de imagen alta. Sin embargo, si el tamano de una unidad de codificacion se aumenta y se fija, una imagen no se puede codificar eficazmente reflejado sus caractensticas que cambian continuamente.
Por ejemplo, cuando una imagen plana, por ejemplo, una imagen del mar o el cielo, se codifica, puede mejorarse una tasa de compresion si una unidad de codificacion se aumenta en tamano. Sin embargo, cuando una imagen complicada, por ejemplo, una imagen de personas o edificios, se codifica, la tasa de codificacion se mejora si la unidad de codificacion se reduce en tamano.
Por esto, de acuerdo con una realizacion de la presente invencion, unidades de codificacion maximas con tamanos diferentes y profundidades maximas diferentes se establecen a diferentes fotogramas o sectores. Puesto que una profundidad maxima indica el numero maximo de veces que una unidad de codificacion es reducible en tamano, el tamano de unidades de codificacion mmimas incluidas en una unidad de codificacion maxima puede establecerse de manera variable de acuerdo con una profundidad maxima.
El determinador 120 de profundidad codificada determina una profundidad maxima. La profundidad maxima puede determinarse basandose en costes tasa-distorsion (R-D). La profundidad maxima puede determinarse de manera diferente para cada fotograma o sector, o para cada unidad de codificacion maxima. La informacion acerca de la profundidad maxima determinada se emite al codificador 140 de informacion de codificacion, y los datos de imagen de cada unidad de codificacion maxima se emiten al codificador 130 de datos de imagen.
La profundidad maxima se refiere a una unidad de codificacion que tiene el tamano mas pequeno en una unidad de codificacion maxima, es decir, una unidad de codificacion minima. En otras palabras, la unidad de codificacion maxima puede dividirse en sub unidades de codificacion con diferente tamano de acuerdo con diferentes profundidades. Se proporcionaran descripciones detalladas de lo mismo a continuacion con referencia a las Figuras 8A y 8B. Tambien, las sub unidades de codificacion con diferentes tamanos incluidas en la unidad de codificacion maxima pueden predecirse o transformarse ortogonalmente basandose en unidades de procesamiento con tamano diferente. En otras palabras, el aparato 100 de codificacion de imagen puede realizar una pluralidad de procedimientos para codificacion de imagen basandose en unidades de procesamiento con diverso tamano y diversa forma. Cuando se realizan tres procedimientos tales como prediccion, transformacion ortogonal y codificacion por entropfa para codificar datos de imagen, la unidad de procesamiento con mismo tamano puede usarse en todos los procedimientos o pueden usarse unidades de procesamiento con diferente tamano en diferentes procedimientos.
Por ejemplo, el aparato 100 de codificacion de imagen puede seleccionar una unidad de procesamiento diferente desde una cierta unidad de codificacion para predecir la unidad de codificacion.
Si una unidad de codificacion tiene un tamano de 2Nx2N (N es un entero positivo), una unidad de procesamiento para prediccion puede tener un tamano de 2Nx2N, 2NxN, Nx2N, NxN, etc. En otras palabras, puede realizarse prediccion de movimiento basandose en una unidad de procesamiento que tiene un tamano obtenido dividiendo al menos uno de una altura y anchura de una unidad de codificacion en la mitad. En lo sucesivo, una unidad de procesamiento para prediccion se denomina como una 'unidad de prediccion'.
Un modo de prediccion puede ser al menos uno de un intra modo, un inter modo y un modo de salto, y un cierto modo de prediccion puede realizarse en unicamente una unidad de prediccion con cierto tamano o con cierta forma. Por ejemplo, puede realizarse un intra modo en unicamente una unidad de prediccion que tiene un tamano de 2Nx2N o NxN que tiene una forma cuadrada. Tambien, puede realizarse un modo de salto en unicamente una unidad de prediccion que tiene un tamano de 2Nx2N. Si una unidad de codificacion incluye una pluralidad de unidades de prediccion, puede realizarse la prediccion en cada unidad de prediccion y puede seleccionarse una unidad de prediccion que tiene un error de codificacion mmimo.
Tambien, el aparato 100 de codificacion de imagen puede transformar ortogonalmente datos de imagen basandose en una unidad de procesamiento que tiene un tamano diferente del tamano de una unidad de codificacion. La unidad de codificacion puede transformarse ortogonalmente basandose en una unidad de datos que tiene un tamano menor que o igual al tamano de la unidad de codificacion. En lo sucesivo, una unidad de procesamiento para transformacion ortogonal se denomina como una 'unidad de transformacion'.
El determinador 120 de profundidad codificada puede determinar sub unidades de codificacion incluidas en la unidad de codificacion maxima, usando optimizacion tasa-distorsion basandose en un multiplicador de Lagrange. En otras palabras, puede determinarse una forma de division de la unidad de codificacion maxima en una pluralidad de sub unidades de codificacion. En este punto, la pluralidad de sub unidades de codificacion tienen diferentes tamanos de acuerdo con las profundidades. Despues de eso, el codificador 130 de datos de imagen emite un flujo de bits codificando la unidad de codificacion maxima basandose en la forma de division determinada mediante el determinador 120 de profundidad codificada.
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El codificador 140 de informacion de codificacion codifica informacion acerca de un modo de codificacion de la unidad de codificacion maxima, que se determina mediante el determinador 120 de profundidad codificada. El flujo de bits se emite codificando informacion acerca de la forma de division de la unidad de codificacion maxima, informacion acerca de la profundidad maxima, e informacion acerca de modos de codificacion de sub unidades de codificacion de acuerdo con las profundidades. La informacion acerca de los modos de codificacion de las sub unidades de codificacion puede incluir, por ejemplo, informacion acerca de unidades de prediccion de las sub unidades de codificacion, informacion acerca de modos de prediccion de las unidades de prediccion, e informacion acerca de unidades de transformacion de las sub unidades de codificacion.
La informacion acerca de la forma de division de la unidad de codificacion maxima puede ser informacion que representa si cada unidad de codificacion se divide. Por ejemplo, cuando se divide y codifica la unidad de codificacion maxima, se codifica informacion que representa si se divide la unidad de codificacion maxima. Tambien, cuando se dividen y codifican las sub unidades de codificacion generadas dividiendo la unidad de codificacion maxima, se codifica informacion que representa si cada sub unidad de codificacion se divide. La informacion que representa si una unidad de codificacion se divide puede ser informacion de bandera que representa si la unidad de codificacion se divide.
Puesto que la unidad de codificacion maxima incluye sub unidades de codificacion con diferente tamano e informacion acerca de un modo de codificacion de cada sub unidad de codificacion que tiene que determinarse, la informacion acerca de al menos un modo de codificacion puede determinarse con respecto a una unidad de codificacion maxima.
El aparato 100 de codificacion de imagen puede generar sub unidades de codificacion dividiendo una altura y anchura de la unidad de codificacion maxima a medida que una profundidad se hace profunda. Es decir, si una unidad de codificacion que tiene una profundidad de k tiene un tamano de 2Nx2N, una unidad de codificacion que tiene una profundidad de k+1 tiene un tamano de NxN.
Por consiguiente, el aparato 100 de codificacion de imagen puede determinar una forma de division optima de cada unidad de codificacion maxima basandose en el tamano de la unidad de codificacion maxima y una profundidad maxima en consideracion de las caractensticas de la imagen. Ajustando de manera variable el tamano de la unidad de codificacion maxima y codificando una imagen dividiendo la unidad de codificacion maxima en sub unidades de codificacion que tienen diferentes profundidades en consideracion de las caractensticas de la imagen, las imagenes que tienen diversas resoluciones pueden codificarse eficazmente.
La Figura 2 es un diagrama de bloques de un aparato 200 de decodificacion de imagen de acuerdo con una realizacion de la presente invencion.
Haciendo referencia a la Figura 2, el aparato 200 de decodificacion de imagen incluye un obtentor 210 de datos de imagen, un extractor 220 de informacion de codificacion, y un decodificador 230 de datos de imagen.
El obtentor 210 de datos de imagen analiza un flujo de bits recibido mediante el aparato 200 de decodificacion de imagen, y obtiene y emite datos de imagen de cada unidad de codificacion maxima al decodificador 230 de datos de imagen. El obtentor 210 de datos de imagen puede extraer informacion acerca de la unidad de codificacion maxima de un fotograma o sector actual desde un encabezamiento del fotograma o sector actual. En otras palabras, el flujo de bits se divide en unidades de codificacion maximas para permitir que el decodificador 230 de datos de imagen decodifique datos de imagen de cada unidad de codificacion maxima.
El extractor 220 de informacion de codificacion analiza el flujo de bits recibido mediante el aparato 200 de decodificacion de imagen, y extrae desde el encabezamiento del fotograma actual informacion acerca de una unidad de codificacion maxima, una profundidad maxima, una forma de division de la unidad de codificacion maxima, y modos de codificacion de sub unidades de codificacion. La informacion acerca de la forma de division y los modos de codificacion se emite al decodificador 230 de datos de imagen.
La informacion acerca de la forma de division de la unidad de codificacion maxima puede incluir informacion acerca de sub unidades de codificacion incluidas en la unidad de codificacion maxima y que tienen diferentes tamanos de acuerdo con las profundidades. Como se ha descrito anteriormente en relacion con la Figura 1, la informacion acerca de la forma de division puede ser informacion codificada y que representa si cada unidad de codificacion se divide (por ejemplo, informacion de bandera). La informacion acerca de los modos de codificacion puede incluir, por ejemplo, informacion acerca de unidades de prediccion, informacion acerca de modos de prediccion, informacion acerca de unidades de transformacion de sub unidades de codificacion.
El decodificador 230 de datos de imagen restaura el fotograma actual decodificando datos de imagen de cada unidad de codificacion maxima basandose en la informacion extrafda mediante el extractor 220 de informacion de codificacion.
El decodificador 230 de datos de imagen puede decodificar sub unidades de codificacion incluidas en la unidad de codificacion maxima, basandose en la informacion acerca de la forma de division de la unidad de codificacion maxima. Un procedimiento de decodificacion puede incluir un procedimiento de inter prediccion que incluye intra
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prediccion y compensacion de movimiento, y un procedimiento de transformacion ortogonal inversa.
El decodificador 230 de datos de imagen puede realizar intra prediccion o inter prediccion basandose en la informacion acerca de las unidades de prediccion y la informacion acerca de los modos de prediccion de las sub unidades de codificacion, para predecir las sub unidades de codificacion. Tambien, el decodificador 230 de datos de imagen puede realizar transformacion ortogonal inversa en cada sub unidad de codificacion basandose en la informacion acerca de las unidades de transformacion de las sub unidades de codificacion.
La Figura 3 es un diagrama que muestra unidades de codificacion jerarquica de acuerdo con una realizacion de la presente invencion.
Haciendo referencia a la Figura 3, las unidades de codificacion jerarquica pueden incluir unidades de codificacion que tienen anchura x altura de 64x64, 32x32, 16x16, 8x8, y 4x4. Ademas de las unidades de codificacion con forma cuadrada, las unidades de codificacion que tienen anchura x altura de 64x32, 32x64, 32x16, 16x32, 16x8, 8x16, 8x4, y 4x8 pueden existir tambien.
En la Figura 3, para datos 310 de imagen que tienen una resolucion de 1920x1080, el tamano de una unidad de codificacion maxima se establece como 64x64 y una profundidad maxima se establece como 2.
Para otros datos 320 de imagen que tienen una resolucion de 1920x1080, el tamano de la unidad de codificacion maxima se establece como 64x64 y la profundidad maxima se establece como 4. Para datos 330 de imagen que tienen una resolucion de 352x288, el tamano de la unidad de codificacion maxima se establece como 16x16 y la profundidad maxima se establece como 2.
Si una resolucion es alta o la cantidad de datos es grande, para mejorar una tasa de compresion y para reflejar con precision las caractensticas de la imagen, un tamano de codificacion maximo puede ser relativamente grande. Por consiguiente, para los datos 310 y 320 de imagen que tienen una resolucion superior a la resolucion de los datos 330 de imagen, el tamano de la unidad de codificacion maxima puede seleccionarse como 64x64.
La profundidad maxima representa un numero total de capas de las unidades de codificacion jerarquica. Puesto que la profundidad maxima de los datos 310 de imagen es 2, las unidades 315 de codificacion de los datos 310 de imagen pueden incluir una unidad de codificacion maxima que tiene un tamano de eje largo de 64, y sub unidades de codificacion que tienen tamanos de eje largo de 32 y 16 a medida que una profundidad se hace profunda.
Mientras tanto, puesto que la profundidad maxima de los datos 330 de imagen es 2, las unidades 335 de codificacion de los datos 330 de imagen pueden incluir unidades de codificacion maximas que tienen un tamano de eje largo de 16, y sub unidades de codificacion que tienen tamanos de eje largo de 8 y 4 a medida que una profundidad se hace profunda.
Puesto que la profundidad maxima de los datos 320 de imagen es 4, las unidades 325 de codificacion de los datos 320 de imagen pueden incluir una unidad de codificacion maxima que tiene un tamano de eje largo de 64, y sub unidades de codificacion que tienen tamanos de eje largo de 32, 16, 8, y 4 a medida que una profundidad se hace profunda. Como tal, puesto que una imagen se codifica basandose en una pequena sub unidad de codificacion a medida que una profundidad se hace profunda, una imagen que incluye una escena detallada puede codificarse apropiadamente.
La Figura 4 es un diagrama de bloques de un codificador 400 de imagen basandose en unidades de codificacion, de acuerdo con una realizacion de la presente invencion.
Un intra predictor 410 realiza intra prediccion en unidades de prediccion de un intra modo en un fotograma 405 actual, un estimador 420 de movimiento y un compensador 425 de movimiento realizan respectivamente inter prediccion y compensacion de movimiento en unidades de prediccion de un inter modo usando el fotograma 405 actual y un fotograma 495 de referencia.
Se generan valores residuales basandose en las unidades de prediccion emitidas desde el intra predictor 410, el estimador 420 de movimiento, y el compensador 425 de movimiento, y los valores residuales generados pasan a traves de un transformador 430 ortogonal y un cuantificador 440 para emitirse como coeficientes de transformacion cuantificados.
Los coeficientes de transformacion cuantificados pasan a traves de un cuantificador 460 inverso y un transformador 470 de frecuencia inversa para restaurarse como valores residuales, y los valores residuales restaurados post procesados a traves de un desagrupador de bloques 480 y un filtro 490 de bucle para emitirse como el fotograma 495 de referencia. Los coeficientes de transformacion cuantificados pueden tambien pasar a traves de un codificador 450 por entropfa para emitirse como un flujo de bits 455.
Para codificar una imagen basandose en un procedimiento de codificacion de imagen de acuerdo con una realizacion de la presente invencion, todos los componentes del codificador 400 de imagen, es decir, el intra predictor 410, el estimador 420 de movimiento, el compensador 425 de movimiento, el transformador 430 ortogonal,
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el cuantificador 440, el codificador 450 por entrc^a, el cuantificador 460 inverso, el transformador 470 de frecuencia inversa, el desagrupador de bloques 480, y el filtro 490 de bucle, realizan procedimientos de codificacion de imagen basandose en una unidad de codificacion maxima, sub unidades de codificacion de acuerdo con profundidades, unidades de prediccion, y unidades de transformacion.
La Figura 5 es un diagrama de bloques de un decodificador 500 de imagen basandose en unidades de codificacion, de acuerdo con una realizacion de la presente invencion.
Un flujo de bits 505 pasa a traves de un analizador 510 para analizarse en datos de imagen codificados a decodificarse, y la informacion de codificacion requerida para decodificar los datos de imagen codificados. Los datos de imagen codificados pasan a traves de un decodificador 520 por entropfa y un cuantificador 530 inverso para emitirse como datos inversamente cuantificados, y pasan a traves de un transformador 540 de frecuencia inversa para restaurarse como valores residuales. Los valores residuales se anaden a un resultado de intra prediccion realizada mediante un intra predictor 550 y un resultado de compensacion de movimiento realizado mediante un compensador 560 de movimiento, para restaurarse en unidades de codificacion. Las unidades de codificacion restauradas pasan a traves de un desagrupador de bloques 570 y un filtro 580 de bucle para usarse para decodificar siguientes unidades de codificacion o para predecir un siguiente fotograma.
Para decodificar una imagen basandose en un procedimiento de decodificacion de imagen de acuerdo con una realizacion de la presente invencion, todos los componentes del decodificador 500 de imagen, es decir, el analizador 510, el decodificador 520 por entropfa, el cuantificador 530 inverso, el transformador 540 de frecuencia inversa, el intra predictor 550, el compensador 560 de movimiento, el desagrupador de bloques 570, y el filtro 580 de bucle, realizan procedimientos de decodificacion de imagen basandose en una unidad de codificacion maxima, sub unidades de codificacion de acuerdo con profundidades, unidades de prediccion, y unidades de transformacion.
En particular, el intra predictor 550 y el compensador 560 de movimiento determinan unidades de prediccion en las sub unidades de codificacion, y modos de prediccion en consideracion de la unidad de codificacion maxima y las profundidades, y el transformador 540 de frecuencia inversa realiza transformacion ortogonal inversa en consideracion de los tamanos de las unidades de transformacion.
La Figura 6 es un diagrama que muestra unidades de codificacion maximas, sub unidades de codificacion, y unidades de prediccion, de acuerdo con una realizacion de la presente invencion.
El aparato 100 de codificacion de imagen ilustrado en la Figura 1 y el aparato 200 de decodificacion de imagen ilustrado en la Figura 2 usan unidades de codificacion jerarquica para realizar codificacion y decodificacion en consideracion de las caractensticas de la imagen. Una unidad de codificacion maxima y una profundidad maxima pueden establecerse de manera adaptativa de acuerdo con las caractensticas de la imagen, o pueden establecerse de manera diversa de acuerdo con solicitudes de un usuario.
La Figura 6 ilustra una estructura 600 jerarquica de unidades de codificacion en las que una altura y anchura de una unidad 610 de codificacion maxima son 64 y 64, y una profundidad maxima es 4. Una profundidad se hace profunda de acuerdo con un eje vertical de la estructura 600 jerarquica de las unidades de codificacion, y las anchuras y alturas de las sub unidades 620, 630, 640, y 650 de codificacion se reducen a medida que la profundidad se hace profunda. Tambien, a lo largo de un eje horizontal de la estructura 600 jerarquica de las unidades de codificacion, se ilustran las unidades de prediccion de la unidad 610 de codificacion maxima y la sub unidades 620, 630, 640, y 650 de codificacion.
La unidad 610 de codificacion maxima tiene una profundidad de 0 y tiene un tamano, es decir, anchura por altura, de 64x64. La anchura se hace profunda a lo largo del eje vertical, y existe la sub unidad 620 de codificacion que tiene un tamano de 32x32 y una profundidad de 1, la sub unidad 630 de codificacion que tiene un tamano de 16x16 y una profundidad de 2, la sub unidad 640 de codificacion que tiene un tamano de 8x8 y una profundidad de 3, y la sub unidad 650 de codificacion que tiene un tamano de 4x4 y una profundidad de 4. La sub unidad 650 de codificacion que tiene un tamano de 4x4 y una profundidad de 4 es una unidad de codificacion minima.
Haciendo referencia a la Figura 6, se ilustran ejemplos de las unidades de prediccion de acuerdo con profundidades a lo largo de un eje horizontal. Es decir, la unidad 610 de codificacion maxima que tiene una profundidad de 0 puede incluir una unidad 610 de prediccion que tiene un tamano de 64x64, una unidad 612 de prediccion que tiene un tamano de 64x32, una unidad 614 de prediccion que tiene un tamano de 32x64, una unidad 616 de prediccion que tiene un tamano de 32x32, de las cuales los tamanos son iguales o menores que el tamano de la unidad 610 de codificacion, es decir, 64x64.
La unidad 620 de codificacion que tiene una profundidad de 1 y un tamano de 32x32 puede incluir una unidad 620 de prediccion que tiene un tamano de 32x32, una unidad 622 de prediccion que tiene un tamano de 32x16, una unidad 624 de prediccion que tiene un tamano de 16x32, una unidad 626 de prediccion que tiene un tamano de 16x16, de las cuales los tamanos son iguales o menores que el tamano de la unidad 620 de codificacion, es decir, 32x32.
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La unidad 630 de codificacion que tiene una profundidad de 2 y un tamano de 16x16 puede incluir una unidad 630 de prediccion que tiene un tamano de 16x16, una unidad 632 de prediccion que tiene un tamano de 16x8, una unidad 634 de prediccion que tiene un tamano de 8x16, una unidad 636 de prediccion que tiene un tamano de 8x8, de las cuales los tamanos son iguales o menores que el tamano de la unidad 630 de codificacion, es decir, 16x16.
La unidad 640 de codificacion que tiene una profundidad de 3 y un tamano de 8x8 puede incluir una unidad 640 de prediccion que tiene un tamano de 8x8, una unidad 642 de prediccion que tiene un tamano de 8x4, una unidad 644 de prediccion que tiene un tamano de 4x8, una unidad 646 de prediccion que tiene un tamano de 4x4, de las cuales los tamanos son iguales o menores que el tamano de la unidad 640 de codificacion, es decir, 8x8.
Finalmente, la unidad 650 de codificacion que tiene una profundidad de 4 y un tamano de 4x4 tiene una profundidad maxima e incluye una unidad 650 de prediccion que tiene un tamano de 4x4. Sin embargo, la unidad 650 de codificacion que tiene la profundidad maxima no necesita inevitablemente incluir una unidad de prediccion que tenga un tamano igual al tamano de la unidad de codificacion, y puede dividirse, como las otras unidades 610, 620, 630, y 640 de codificacion, para prediccion en unidades de prediccion que tienen un tamano menor que el tamano de la unidad de codificacion.
La Figura 7 es un diagrama que muestra una unidad de codificacion y una unidad de transformacion, de acuerdo con una realizacion de la presente invencion.
El aparato 100 de codificacion de imagen ilustrado en la Figura 1 y el aparato 200 de decodificacion de imagen ilustrado en la Figura 2 codifican una unidad de codificacion maxima o sub unidades de codificacion divididas desde y que tienen tamanos menores que el tamano de la unidad de codificacion maxima. El tamano de una unidad de transformacion para realizar transformacion ortogonal en un procedimiento de codificacion puede seleccionarse para conseguir la tasa de compresion mas alta independientemente de una unidad de codificacion y una unidad de prediccion. Por ejemplo, si una unidad 710 de codificacion actual tiene un tamano de 64x64, puede realizarse transformacion ortogonal usando una unidad 720 de transformacion que tiene un tamano de 32x32. Tambien, puede establecerse una unidad de transformacion que tiene un tamano mayor que el tamano de una unidad de codificacion.
Las Figuras 8A y 8B son diagramas que muestran formas de division de unidades de codificacion, unidades de prediccion, y unidades de transformacion, de acuerdo con una realizacion de la presente invencion.
La Figura 8A muestra unidades de codificacion y unidades de prediccion de acuerdo con una realizacion de la presente invencion.
Un lado izquierdo de la Figura 8A muestra una forma de division seleccionada mediante el aparato 100 de codificacion de imagen ilustrado en la Figura 1 para codificar una unidad 810 de codificacion maxima. El aparato 100 de codificacion de imagen divide y codifica la unidad 810 de codificacion maxima en varias formas, compara las formas de division codificadas basandose en costes R-D, y selecciona una forma de division optima. Si la forma de division optima corresponde a la unidad 810 de codificacion maxima, la unidad 810 de codificacion maxima puede codificarse directamente sin dividirla como se ilustra en la Figura 8A.
Haciendo referencia al lado izquierdo de la Figura 8A, la unidad 810 de codificacion maxima que tiene una profundidad de 0 se divide y codifica en sub unidades de codificacion que tienen profundidades iguales o menores que 1. La unidad 810 de codificacion maxima se divide en cuatro sub unidades de codificacion que tienen una profundidad de 1, y a continuacion todas o algunas de las sub unidades de codificacion que tiene una profundidad de 1 se dividen en sub unidades de codificacion que tienen una profundidad de 2.
De entre las sub unidades de codificacion que tiene una profundidad de 1, la sub unidad de codificacion superior derecha y la unidad de codificacion inferior izquierda se dividen en sub unidades de codificacion que tienen profundidades iguales o mayores que 2. Algunas de las sub unidades de codificacion que tienen profundidades iguales o mayores que 2 pueden dividirse en sub unidades de codificacion que tienen profundidades iguales o mayores que 3.
Un lado derecho de la Figura 8A muestra una forma de division de una unidad 860 de prediccion con respecto a la unidad 810 de codificacion maxima.
Haciendo referencia al lado derecho de la Figura 8A, la unidad 860 de prediccion con respecto a la unidad 810 de codificacion maxima puede dividirse de manera diferente de la unidad 810 de codificacion maxima. En otras palabras, una unidad de prediccion con respecto a cada sub unidad de codificacion puede ser mas pequena que la sub unidad de codificacion.
Por ejemplo, de entre las sub unidades de codificacion que tienen una profundidad de 1, una unidad de prediccion con respecto a una sub unidad 854 de codificacion inferior derecha puede ser mas pequena que la sub unidad 854 de codificacion. De entre las sub unidades 814, 816, 818, 828, 850, y 852 de codificacion que tienen una profundidad de 2, las unidades de prediccion con respecto a algunas sub unidades 815, 816, 850, y 852 de codificacion pueden ser mas pequenas que las sub unidades 815, 816, 850, y 852 de codificacion. Tambien, las
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unidades de prediccion con respecto a la sub unidad 822, 832, y 848 de codificacion que tiene una profundidad de 3 pueden ser mas pequenas que la sub unidad 822, 832, y 848 de codificacion. Una unidad de prediccion puede tener una forma obtenida dividiendo cada sub unidad de codificacion en dos en una direccion de su altura o anchura, o una forma obtenida dividiendo cada sub unidad de codificacion en cuatro en una direccion de su altura y anchura.
La Figura 8B muestra unidades de prediccion y unidades de transformacion de acuerdo con una realizacion de la presente invencion.
Un lado izquierdo de la Figura 8B muestra una forma de division de la unidad 860 de prediccion con respecto a la unidad 810 de transformacion maxima ilustrada en el lado izquierdo de la Figura 8A, y un lado derecho de la Figura 8B muestra una forma de division de una unidad 870 de transformacion con respecto a la unidad 810 de transformacion maxima.
Haciendo referencia al lado derecho de la Figura 8B, la unidad 870 de transformacion puede dividirse de manera diferente de la unidad 860 de prediccion.
Por ejemplo, aunque se selecciona una unidad de prediccion con respecto a la unidad 854 de codificacion que tiene una profundidad de 1 como una forma obtenida dividiendo una altura de la unidad 854 de codificacion en la mitad, una unidad de transformacion con respecto a la unidad 854 de codificacion puede seleccionarse como un tamano igual al tamano de la unidad 854 de codificacion. Analogamente, aunque las unidades de prediccion con respecto a las unidades 814 y 850 de codificacion que tienen una profundidad de 2 se seleccionan como formas obtenidas dividiendo alturas de las unidades 814 y 850 de codificacion en la mitad, las unidades de transformacion con respecto a las unidades 814 y 850 de codificacion pueden seleccionarse como tamanos iguales a los tamanos de las unidades 814 y 850 de codificacion.
Una unidad de transformacion puede seleccionarse como un tamano menor que el tamano de una unidad de prediccion. Por ejemplo, si una unidad de prediccion con respecto a la unidad 852 de codificacion que tiene una profundidad de 2 se selecciona como una forma obtenida dividiendo una anchura de la unidad 852 de codificacion en la mitad, una unidad de transformacion puede seleccionarse como una forma que tiene un tamano menor que el tamano de la unidad de prediccion y obtenerse dividiendo una altura y anchura de la unidad 852 de codificacion en la mitad. La unidad de transformacion mas pequena que tiene un tamano de 2x2 puede establecerse tambien. Una unidad de transformacion puede establecerse tambien independientemente de un tamano de una unidad de codificacion, por ejemplo, un tamano mayor que el tamano de la unidad de codificacion.
Los procedimientos de codificacion y decodificacion por entropfa realizados por el codificador 450 por entropfa del aparato 400 de codificacion de imagen ilustrado en la Figura 4, y el decodificador 520 por entropfa del aparato 500 de decodificacion de imagen ilustrado en la Figura 5 se describiran ahora en detalle.
Como se ha descrito anteriormente en relacion con las Figuras 4 y 5, el aparato 400 de codificacion de imagen y el aparato 500 de decodificacion de imagen codifican una unidad de codificacion maxima o sub unidades de codificacion divididas desde y que tienen tamanos menores que el tamano de la unidad de codificacion maxima. El tamano de una unidad de transformacion para realizar transformacion ortogonal en un procedimiento de codificacion puede seleccionarse para conseguir la tasa de compresion mas alta independientemente de una unidad de codificacion y una unidad de prediccion. Por ejemplo, si una unidad de codificacion actual tiene un tamano de 64x64, puede realizarse transformacion ortogonal usando una unidad de transformacion que tiene un tamano de 32x32. Tambien, puede establecerse una unidad de transformacion que tiene un tamano mayor que el tamano de una unidad de codificacion. En un procedimiento de codificacion convencional, por ejemplo, H.264, los datos residuales transformados y cuantificados basandose en una unidad de transformacion que tiene un tamano relativamente pequeno, por ejemplo, 4x4, estan codificados por entropfa. Sin embargo, de acuerdo con una realizacion de la presente invencion, puesto que una unidad de transformacion a codificarse por entropfa (en lo sucesivo denominada como un 'bloque de transformacion') puede tener un tamano relativamente grande de 16x16, 32x32, 64x64, o 128x128 asf como 4x4 o 8x8 y por lo tanto una longitud de una pasada, que representa el numero de coeficientes continuos que tienen un valor 0 entre coeficientes de transformacion significativos que tienen valores distintos de cero, puede aumentarse, un valor de pasada grande necesario para codificarse apropiadamente. Tambien, de acuerdo con la tecnologfa convencional, para codificar informacion de coeficientes incluidos en un bloque de transformacion, la bandera de ultimo coeficiente significativo (last_significant_coeff_flag) que es un elemento de sintaxis que representa si cada coeficiente de transformacion significativo es un ultimo coeficiente de transformacion significativo se codifica por entropfa junto con un mapa de significado que representa localizaciones de coeficientes de transformacion significativos que tienen valores distintos de cero. Sin embargo, si un bloque de transformacion se codifica por entropfa junto con el mapa de significado y la bandera de ultimo coeficiente significativo, debena determinarse si cada coeficiente de transformacion significativo es un ultimo coeficiente de transformacion significativo en un procedimiento de decodificacion por entropfa. Por lo tanto, de acuerdo con la tecnologfa convencional, los datos que representan coeficientes de transformacion significativos completos pueden no identificarse facil y directamente desde un flujo de bits recibido. Por lo tanto, de acuerdo con las realizaciones de la presente invencion, se proporciona un procedimiento para codificar y decodificar por entropfa de manera eficaz informacion acerca de una localizacion de un ultimo coeficiente de transformacion significativo en un bloque de transformacion que tiene un tamano grande.
La Figura 9 es un diagrama de flujo de un procedimiento de coeficientes de transformacion de codificacion por entropfa, de acuerdo con una realizacion de la presente invencion.
Haciendo referencia a la Figura 9, en la operacion 910, el codificador 450 por entropfa determina una localizacion de un ultimo coeficiente de transformacion significativo de entre los coeficientes de transformacion significativos que 5 tienen valores distintos de cero e incluidos en un bloque de transformacion que tiene un cierto tamano, de acuerdo con un cierto orden de exploracion. En mas detalle, si se introduce un bloque de transformacion que incluye coeficientes de transformacion obtenidos realizando procedimientos de transformacion y cuantificacion, el codificador 450 por entropfa determina coeficientes de transformacion significativos incluidos en un bloque de transformacion de acuerdo con un cierto orden de exploracion, por ejemplo, un orden de exploracion en zigzag, y 10 determina una localizacion de un ultimo coeficiente de transformacion significativo que se exploro finalmente.
En la operacion 920, el codificador 450 por entropfa codifica informacion acerca de la localizacion del ultimo coeficiente de transformacion significativo usando su localizacion de direccion de eje horizontal y su localizacion de direccion de eje vertical en el bloque de transformacion. Si el ultimo coeficiente de transformacion significativo esta localizado en la x-esima localizacion (x es un entero igual a o mayor que 0) en una direccion de eje horizontal, y una 15 y-esima localizacion (y es un entero igual a o mayor que 0) en una direccion de eje vertical, desde una localizacion superior izquierda del bloque de transformacion, el codificador 450 por entropfa codifica los valores x e y que representan la localizacion del ultimo coeficiente de transformacion significativo. De acuerdo con una tecnologfa convencional, se codifica la bandera de ultimo coeficiente significativo que representa si cada coeficiente de transformacion significativo es un ultimo coeficiente de transformacion significativo. Sin embargo, de acuerdo con 20 una realizacion de la presente invencion, unicamente se codifica informacion de coordenadas que representa una localizacion de un ultimo coeficiente de transformacion significativo en un bloque de transformacion. La informacion acerca de la localizacion del ultimo coeficiente de transformacion significativo puede codificarse usando un procedimiento de codificacion aritmetica binaria adaptativa al contexto (CABAC) o un procedimiento de codificacion de longitud variable (VLC). Un procedimiento para codificar la informacion acerca de la localizacion del ultimo 25 coeficiente de transformacion significativo usando CABAC o VLC se describira a continuacion.
Despues de que se codifica la informacion acerca de la localizacion del ultimo coeficiente de transformacion significativo, el codificador 450 por entropfa codifica informacion de nivel de cada coeficiente de transformacion significativo localizado en el bloque de transformacion. Como la informacion de nivel, el codificador 450 por entropfa codifica un valor de signo y un valor absoluto de cada coeficiente de transformacion significativo.
30 La Figura 10 es un diagrama de referencia para describir un procedimiento de coeficientes de transformacion de codificacion por entropfa, de acuerdo con las realizaciones de la presente invencion.
Haciendo referencia a la Figura 10, el codificador 450 por entropfa explora coeficientes de transformacion en un bloque 1000 de transformacion de acuerdo con un orden de exploracion en zigzag. Se supone que todos los espacios vacfos en la Figura 10 representan coeficientes de transformacion que tienen un valor '0'. En la Figura 10, 35 un ultimo coeficiente de transformacion significativo es un coeficiente 1010 de transformacion que tiene un valor '-1'. Como se ilustra en la Figura 10, el ultimo coeficiente 1010 de transformacion significativo que tiene un valor '-1' esta localizado en una 5a localizacion en una direccion de eje horizontal y una 5a localizacion en una direccion de eje vertical, desde un coeficiente de transformacion superior izquierdo. Por consiguiente, el codificador 450 por entropfa codifica valores x=5 e y=5 como informacion acerca de una localizacion de la informacion 1010 de ultimo coeficiente 40 de transformacion significativo.
La Figura 11 es un diagrama de bloques de un aparato 1100 de codificacion por entropfa de acuerdo con una realizacion de la presente invencion.
Haciendo referencia a la Figura 11, el aparato 1100 de codificacion por entropfa incluye un conmutador 1110, un codificador aritmetico binario adaptativo al contexto (CABAC) 1120, y un codificador de longitud variable (VLC) 1130.
45 Como se ha descrito anteriormente en relacion con la Figura 9, si se determina una localizacion de un ultimo coeficiente de transformacion significativo, se codifica informacion acerca de la localizacion del ultimo coeficiente de transformacion significativo usando CABAC o VLC. El conmutador 1110 controla informacion acerca de la localizacion del ultimo coeficiente de transformacion significativo, que se codifica en unidades de un sector, una instantanea, y un grupo de instantaneas, para emitirse a la CABAC 1120 o a la VLC 1130. Si codificar la informacion 50 usando CABAc o VLC puede determinarse tambien comparando costes R-D obtenidos usando CABAC y VLC.
Un procedimiento para codificar la informacion acerca de la localizacion del ultimo coeficiente de transformacion significativo usando CABAC se describira ahora.
La Figura 12 es un diagrama de bloques de un dispositivo 1200 CABAC de acuerdo con una realizacion de la presente invencion.
55 Haciendo referencia a la Figura 12, el dispositivo 1200 CABAC incluye principalmente un conversor a binario 1210, un modelador 1220 de contexto, y un codificador 1230 aritmetico binario. Tambien, el codificador 1230 aritmetico binario incluye un motor 1232 de codificacion regular y un motor 1234 de codificacion de desvfo.
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El conversor a binario 1201 transforma una localizacion de direccion de eje horizontal x y una localizacion de direccion de eje vertical y en un bloque de transformacion, que representa una localizacion de un ultimo coeficiente de transformacion significativo, en valores binarios y emite cadenas binarias. Un binario representa cada bit de la cadena binaria. Un procedimiento para convertir a binario informacion acerca de la localizacion del ultimo coeficiente de transformacion significativo incluye diversos procedimientos de conversion a binario tales como conversion a binario unaria, conversion a binario unaria truncada, conversion a binario de Golomb exponencial de orden unario/k- esimo concatenada, y conversion a binario de longitud fija. Por ejemplo, en la Figura 10, si la localizacion del ultimo coeficiente de transformacion significativo se representa como X=5 e Y=5, los valores X e Y pueden convertirse a binarios en X=000001 e Y=000001 usando conversion a binario unaria truncada.
La informacion acerca de la localizacion del ultimo coeficiente de transformacion significativo, que se mapea a los valores binarios mediante el conversor a binario 1210, se introduce al modelador 1220 de contexto. El modelador 1220 de contexto determina un modelo de probabilidad requerido para codificar los binarios actualmente introducidos, es decir, un contexto, basandose en los valores binarios introducidos o un elemento de sintaxis previamente codificado. En particular, de acuerdo con una realizacion de la presente invencion, uno de los contextos previamente determinados puede seleccionarse de acuerdo con la localizacion del ultimo coeficiente de transformacion significativo.
El motor 1232 de codificacion regular genera un flujo de bits codificando aritmeticamente los valores binarios introducidos basandose en el modelo de probabilidad determinado mediante el modelador 1220 de contexto.
El motor 1234 de codificacion de desvfo es un motor para emitir un valor de entrada sin comprimirlo, y codifica datos tales como datos de modulacion de codificacion por pulsos (PCM).
La Figura 13 es un diagrama de referencia para describir un procedimiento para seleccionar un contexto para codificar informacion acerca de una localizacion de un ultimo coeficiente de transformacion significativo, de acuerdo con una realizacion de la presente invencion.
El modelador 1220 de contexto selecciona uno de una pluralidad de contextos previamente preparados de acuerdo con la localizacion del ultimo coeficiente de transformacion significativo. La pluralidad de contextos clasifica '0' y '1' de una senal binaria en unos sfmbolos mas probables (MPS) y unos sfmbolos menos probables (LPS) de acuerdo con la localizacion del ultimo coeficiente de transformacion significativo, y establece valores de probabilidad de los MPS y los LPS. Que sfmbolo de '0' y '1' se establece como un MPS o un LPS, y como establecer valores de probabilidad del MPS y el LPS puede disenarse de acuerdo con la necesidad. La Figura 13 muestra contextos seleccionados de acuerdo con la localizacion del ultimo coeficiente de transformacion significativo excepto para una localizacion superior izquierda que corresponde a un DC cuando se exploran coeficientes de transformacion en un bloque de transformacion de acuerdo con un orden de exploracion en zigzag. Haciendo referencia a la Figura 13, el modelador 1220 de contexto incluye tres contextos que tienen indices 0, 1, y 2 con respecto a un bloque de transformacion de 4x4, y selecciona uno de los tres contextos que tienen indices 0, 1, y 2 de acuerdo con la localizacion del ultimo coeficiente de transformacion significativo de entre las localizaciones en el bloque de transformacion de 4x4 excepto para una localizacion superior izquierda. Es decir, el contexto que tiene un mdice 0 se selecciona si el ultimo coeficiente de transformacion significativo esta localizado en (1,0) en el bloque de transformacion de 4x4, el contexto que tiene un mdice 1 se selecciona si el ultimo coeficiente de transformacion significativo esta localizado en (0,1), y el contexto que tiene un mdice 2 se selecciona si el ultimo coeficiente de transformacion significativo esta localizado en (1,1). Analogamente, el modelador 1220 de contexto incluye siete contextos que tienen indices 0 a 6 con respecto a un bloque de transformacion de 8x8, y selecciona uno de los siete contextos que tienen indices 0 a 6 de acuerdo con la localizacion del ultimo coeficiente de transformacion significativo de entre las localizaciones en el bloque de transformacion de 8x8 excepto para una localizacion superior izquierda. De manera similar, el modelador 1220 de contexto incluye doce contextos que tienen indices 0 a 11 con respecto a un bloque de transformacion de 16x16, y selecciona uno de los doce contextos que tienen indices 0 a 11 de acuerdo con la localizacion del ultimo coeficiente de transformacion significativo de entre las localizaciones en el bloque de transformacion de 16x16 excepto para una localizacion superior izquierda.
El motor 1232 de codificacion regular genera un flujo de bits codificando aritmeticamente los valores binarios de entrada que representan la localizacion del ultimo coeficiente de transformacion significativo, basandose en el contexto determinado mediante el modelador 1220 de contexto. Por ejemplo, se supone que una localizacion de direccion de eje horizontal del ultimo coeficiente de transformacion significativo, es decir, X, tiene un valor 3, y que el conversor a binario 1210 genera una cadena binaria '010' convirtiendo a binario el valor 3. Se supone tambien que, basandose en el contexto seleccionado mediante el modelador 1220 de contexto de acuerdo con la localizacion del ultimo coeficiente de transformacion significativo, un MPS es '0' que tiene un valor de probabilidad de 0,8 y un LPS es '1' que tiene un valor de probabilidad 0,2. El motor 1232 de codificacion regular actualiza un periodo [0.1] en un periodo [0.0,8] dividiendolo de acuerdo con el valor de probabilidad de '0' que es un binario inicial para formar la cadena binaria '010', y actualiza el periodo [0.0,8] en un nuevo periodo [0,64.0,8] de acuerdo con el valor de probabilidad de '1' que es un siguiente binario. Tambien, el motor 1232 de codificacion regular actualiza el periodo [0,64.0,8] en un nuevo periodo [0,64.0,768] de acuerdo con el valor de probabilidad de '0' que es un ultimo binario. El motor 1232 de codificacion regular emite '11' obtenido excluyendo un dfgito inicial de '0,11' que es un numero binario de un numero real 0,75 incluido en el periodo [0,64.0,768], como una palabra de codigo que corresponde al valor 3
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que representa la localizacion de direccion de eje horizontal del ultimo coeficiente de transformacion significativo. Analogamente, el motor 1232 de codificacion regular convierte a binario un valor de coordenada Y que representa una localizacion de direccion de eje vertical del ultimo coeficiente de transformacion significativo, y genera un flujo de bits codificando el valor de coordenada Y convertido a binario de acuerdo con el contexto seleccionado.
Ademas de la informacion anteriormente descrita acerca de la localizacion del ultimo coeficiente de transformacion significativo, el CABAC 1120 ilustrado en la Figura 11 codifica la bandera de bloque codificado (coded_block_flag) que representa si un coeficiente de transformacion significativo que tiene un valor distinto de cero existe en un bloque de transformacion, y la bandera de coeficiente significativo (significant_coeff_flag) que representa una localizacion de cada coeficiente de transformacion significativo en el bloque de transformacion. Un procedimiento de codificacion de bandera de bloque codificado y bandera de coeficiente significativo puede ser el mismo que el procedimiento de codificacion H.264 convencional. Por ejemplo, haciendo referencia a la Figura 14 que muestra un mapa 1400 de significado que corresponde a la Figura 10, el mapa 1400 de significado puede representarse estableciendo bandera de coeficiente significativo[i] como 1 si un coeficiente de transformacion que tiene un i-esimo orden de exploracion es un coeficiente de transformacion significativo, y estableciendo bandera de coeficiente significativo[i] como 0 si el coeficiente de transformacion que tiene un i-esimo orden de exploracion es 0. El mapa 1400 de significado puede codificarse usando quince modelos de probabilidad como en H.264.
Despues de que se codifica la informacion acerca de la localizacion del ultimo coeficiente de transformacion significativo, el codificador 450 por entropfa codifica informacion de nivel de cada coeficiente de transformacion significativo localizado en el bloque de transformacion.
La Figura 15 es un diagrama de referencia para describir un procedimiento de valores de nivel de codificacion de coeficientes de transformacion significativos incluidos en el bloque 1000 de transformacion ilustrado en la Figura 10.
Haciendo referencia a las Figuras 10 y 15, el codificador 450 por entropfa explora los coeficientes de transformacion ilustrados en la Figura 10 desde el coeficiente de transformacion superior izquierdo al ultimo coeficiente de transformacion significativo de acuerdo con un orden de exploracion en zigzag y obtiene coeficientes de transformacion alineados unidimensionalmente como se ilustra en la Figura 15.
El codificador 450 por entropfa codifica los coeficientes de transformacion alineados unidimensionalmente usando una pasada que representa el numero de coeficientes continuos que tienen un valor 0 entre coeficientes de transformacion significativos, y un nivel que representa un valor de cada coeficiente de transformacion significativo, como en H.264 convencional. En mas detalle, el codificador 450 por entropfa determina la pasada y el nivel en un orden opuesto al orden de exploracion, es decir, en una direccion desde un lado derecho a un lado izquierdo de la Figura 15, y codifica la pasada y el nivel usando una cierta tabla de VLC.
La Figura 16 es un diagrama que muestra un ejemplo de una pluralidad de tablas de VLC VLC0 a VLC8 usadas de acuerdo con una realizacion de la presente invencion. El codificador 450 por entropfa puede seleccionar una de las tablas de VLC VLC0 a VLC8 de acuerdo con la localizacion del ultimo coeficiente de transformacion significativo y puede codificar la pasada y el nivel usando la tabla de VLC seleccionada. Por ejemplo, como se ilustra en la Figura 15, se realiza VLC en las pasadas 1530, 1540, 1550, y 1560 que representan los numeros de coeficientes de transformacion continuos que tienen un valor 0 entre coeficientes de transformacion significativos desde un ultimo coeficiente 1510 de transformacion significativo que tiene un valor '-1', usando la tabla de VLC.
Puesto que un bloque de transformacion de acuerdo con una realizacion de la presente invencion puede tener un gran tamano igual a o mayor que 16x16, un valor de pasada puede aumentarse. Por ejemplo, si una tabla de VLC cubre valores de pasada unicamente desde 0 a 63 y un valor de pasada es mayor que 63, el valor puede no codificarse usando la tabla de VLC. Por consiguiente, de acuerdo con una realizacion de la presente invencion, en consideracion de un valor de pasada maximo disponible mediante una tabla de VLC, si un bloque de transformacion tiene un valor de pasada mayor que el valor de pasada maximo, el codificador 450 por entropfa codifica valores de pasada iguales a o menores que el valor de pasada maximo y a continuacion codifica los otros valores de pasada. Por ejemplo, si el valor de pasada maximo es 63 y un valor de pasada a codificar es 70, el valor de pasada 70 se divide en los valores de pasada 63 y 7 y los valores de pasada 63 y 7 se codifican por separado como informacion de pasada.
De acuerdo con otra realizacion de la presente invencion, la localizacion (x, y) del ultimo coeficiente de transformacion significativo puede codificarse tambien usando VLC distinta de la CABAC anteriormente descrita. Es decir, el codificador 450 por entropfa puede realizar VLC en los valores x e y con referencia a una tabla de VLC previamente preparada de acuerdo con los valores x e y.
La Figura 17 es un diagrama de referencia para describir un procedimiento de coeficientes de transformacion de codificacion por entropfa, de acuerdo con otra realizacion de la presente invencion.
De acuerdo con la realizacion actual, el codificador 450 por entropfa divide un bloque de transformacion en sub bloques que tienen un cierto tamano, y codifica informacion acerca de una localizacion de un ultimo coeficiente de transformacion significativo en un sub bloque que incluye el ultimo coeficiente de transformacion significativo, junto con un mdice del sub bloque. En la Figura 17, se supone que (Sa,b) representa un coeficiente de transformacion en
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un sub bloque a y que tiene un b-esimo mdice de exploracion. Haciendo referencia a la Figura 17, si se supone que el ultimo coeficiente de transformacion significativo es (S1,12) en un sub bloque 1 1771, el codificador 450 por entropfa codifica (2,2) que representa la localizacion del ultimo coeficiente de transformacion significativo (S1,12) en el sub bloque 1 1771 como la informacion acerca de la localizacion del ultimo coeficiente de transformacion significativo en el sub bloque, junto con un cierto mdice que representa el sub bloque 1 1771.
Haciendo referencia de vuelta a la Figura 10, de acuerdo con otra realizacion de la presente invencion, los coeficientes de transformacion se codifican usando la informacion 1010 del ultimo coeficiente de transformacion significativo en el bloque 1000 de transformacion (en lo sucesivo denominado como un 'primer ultimo coeficiente de transformacion significativo') y un coeficiente 1020 de transformacion significativo anterior al primer ultimo coeficiente 1010 de transformacion significativo (en lo sucesivo denominado como un 'segundo ultimo coeficiente de transformacion significativo'). En mas detalle, el codificador 450 por entropfa codifica (3,4) que representa la localizacion del segundo ultimo coeficiente 1020 de transformacion significativo como se ha descrito anteriormente. A continuacion, el codificador 450 por entropfa codifica un valor de pasada entre el primer y segundo ultimos coeficientes 1010 y 1020 de transformacion significativos. Como se ha descrito anteriormente, si la localizacion del segundo ultimo coeficiente 1020 de transformacion significativo es conocida, la localizacion del primer ultimo coeficiente 1010 de transformacion significativo puede obtenerse anadiendo el valor de pasada entre el primer y el segundo ultimos coeficientes 1010 y 1020 de transformacion significativos a la localizacion del segundo ultimo coeficiente 1020 de transformacion significativo.
Las Figuras 18A y 18B son diagramas de referencia para describir un procedimiento de coeficientes de transformacion de codificacion por entropfa, de acuerdo con otra realizacion de la presente invencion.
El codificador 450 por entropfa puede seleccionar una direccion de exploracion que corresponde a uno de un orden de exploracion en zigzag y un orden de exploracion en zigzag inverso de acuerdo con el orden en el que un ultimo coeficiente de transformacion significativo se explora en primer lugar, es decir, de acuerdo con si el ultimo coeficiente de transformacion significativo esta cerca de una localizacion superior izquierda o una localizacion inferior derecha de un bloque de transformacion, y puede codificar informacion acerca de una localizacion del ultimo coeficiente de transformacion significativo junto con un mdice que representa la direccion de exploracion seleccionada. Por ejemplo, como se ilustra en la Figura 18A, si el numero de referencia 1812 indica una localizacion central, un ultimo coeficiente 1811 de transformacion significativo esta localizado cerca de la localizacion superior izquierda. En este caso, el codificador 450 por entropfa puede codificar informacion acerca de una localizacion del ultimo coeficiente 1811 de transformacion significativo junto con un mdice (un mdice de exploracion hacia delante) que representa una direccion de exploracion desde la localizacion superior izquierda. Tambien, como se ilustra en la Figura 18B, si el numero 1822 de referencia indica una localizacion central y un ultimo coeficiente 1821 de transformacion significativo esta localizado cerca de la localizacion inferior derecha, el codificador 450 por entropfa puede codificar informacion acerca de una localizacion del ultimo coeficiente 1821 de transformacion significativo junto con un mdice (un mdice de exploracion hacia atras) que representa una direccion de exploracion desde la localizacion inferior derecha.
De acuerdo con otra realizacion de la presente invencion, para codificar un valor de pasada, puede establecerse una cierta pasada global y el valor de pasada puede representarse usando un cociente y un resto obtenidos cuando el valor de pasada se divide por la pasada global (perfeccionamiento de pasada). Por ejemplo, se supone que el valor de pasada es 78 y la pasada global tiene un valor 16. En este caso, cuando 78 se divide por 16, un cociente es 4 y un resto es 14. Por consiguiente, el valor de pasada 78 puede representarse usando 16 que es el valor de la pasada global, 4 que es el valor del cociente, y 14 que es el valor del resto. El codificador 450 por entropfa puede codificar informacion acerca de la pasada global, el cociente y el resto usando VLC o CABAC. Si un codificador y un decodificador establecen previamente la misma pasada global, la informacion acerca de la pasada global puede no codificarse adicionalmente.
Tambien, de acuerdo con otra realizacion de la presente invencion, el codificador 450 por entropfa puede codificar informacion acerca de una localizacion de un ultimo coeficiente de transformacion significativo aplicando diferentes tablas de VLC de acuerdo con el tamano de un bloque de transformacion que incluye el ultimo coeficiente de transformacion significativo.
La Figura 19 es un diagrama de flujo de un procedimiento de coeficientes de transformacion de decodificacion por entropfa, de acuerdo con una realizacion de la presente invencion.
Haciendo referencia a la Figura 19, en la operacion 1910, el decodificador 520 por entropfa extrae informacion acerca de una localizacion de direccion de eje horizontal y una localizacion de direccion de eje vertical de un ultimo coeficiente de transformacion significativo que tiene un valor distinto de cero e incluido en un bloque de transformacion, desde un flujo de bits recibido de acuerdo con un cierto orden de exploracion. Como se ha descrito anteriormente en relacion con la Figura 9, si el ultimo coeficiente de transformacion significativo esta localizado en una x-esima localizacion (x es un entero igual a o mayor que 0) en una direccion de eje horizontal, y una y-esima localizacion (y es un entero igual a o mayor que 0) en una direccion de eje vertical, desde una localizacion superior izquierda del bloque de transformacion, la informacion acerca de una localizacion del ultimo coeficiente de transformacion significativo incluye los valores x e y.
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En la operacion 1920, el decodificador 520 por entropfa determina una localizacion del ultimo coeficiente de transformacion significativo decodificando la informacion acerca de la localizacion de direccion de eje horizontal y la localizacion de direccion de eje vertical. El decodificador 520 por entropfa decodifica la informacion acerca de la localizacion del ultimo coeficiente de transformacion significativo usando decodificacion aritmetica binaria adaptativa al contexto (CABAD) o decodificacion de longitud variable (VLD) como un procedimiento inverso al procedimiento de codificacion realizado mediante el codificador 450 por entropfa, y determina la localizacion del ultimo coeficiente de transformacion significativo. En mas detalle, el decodificador 520 por entropfa puede realizar VLD en la localizacion de direccion de eje horizontal y la localizacion de direccion de eje vertical del ultimo coeficiente de transformacion significativo con referencia a una cierta tabla de correspondencia de VLC. Tambien, el decodificador 520 por entropfa puede seleccionar uno de una pluralidad de contextos de acuerdo con la localizacion del ultimo coeficiente de transformacion significativo, y puede realizar CABAD en la informacion acerca de la localizacion del ultimo coeficiente de transformacion significativo de acuerdo con el contexto seleccionado.
En la operacion 1930, el decodificador 520 por entropfa decodifica informacion de pasada y nivel incluida en el flujo de bits, usando la localizacion del ultimo coeficiente de transformacion significativo. Si una longitud de una pasada es mayor que un cierto valor umbral, el decodificador 520 por entropfa decodifica informacion de pasada de una longitud al valor umbral, y a continuacion decodifica informacion de pasada de una longitud mayor que el valor umbral. Como se ha descrito anteriormente en relacion con la Figura 16, si el valor umbral se establece para codificar valores de pasada a 63, un valor de pasada 70 se divide en valores de pasada 63 y 7 y a continuacion los valores de pasada 63 y 7 se codifican por separado. Por lo tanto, el decodificador 520 por entropfa puede decodificar el valor de pasada 70 decodificando por separado y a continuacion combinando los valores de pasada 63 y 7.
La Figura 20 es un diagrama de bloques de un aparato 2000 de decodificacion por entropfa de acuerdo con una realizacion de la presente invencion.
Haciendo referencia a la Figura 20, el aparato 2000 de decodificacion por entropfa incluye un conmutador 2010, una CABAD 2020, y una VLD 2030.
El conmutador 2010 emite informacion acerca de coeficientes de transformacion codificados a uno de la CABAD 2020 y la VLD 2030 usando informacion de modo de codificacion de los coeficientes de transformacion, que se establecen en unidades de un sector, una instantanea, y un grupo de instantaneas.
La VLD 2030 puede realizar VLD en una localizacion de direccion de eje horizontal y una localizacion de direccion de eje vertical de un ultimo coeficiente de transformacion significativo con referencia a una cierta tabla de correspondencia de VLC. Tambien, la CABAD 2020 puede seleccionar uno de una pluralidad de contextos de acuerdo con la localizacion del ultimo coeficiente de transformacion significativo, y puede realizar CABAD en informacion acerca de la localizacion del ultimo coeficiente de transformacion significativo de acuerdo con el contexto seleccionado.
La presente invencion puede implementarse tambien como codigo legible por ordenador en un medio de grabacion legible por ordenador. El medio de grabacion legible por ordenador es cualquier dispositivo de almacenamiento de datos que puede almacenar datos que pueden leerse posteriormente mediante un sistema informatico. Ejemplos del medio de grabacion legible por ordenador incluyen memoria de solo lectura (ROM), memoria de acceso aleatorio (RAM), CD-ROM, cintas magneticas, discos flexibles, dispositivos de almacenamiento de datos optico, etc. El medio de grabacion legible por ordenador puede distribuirse tambien a traves de sistemas informaticos acoplados en red de modo que el codigo legible por ordenador se almacena y ejecuta de una manera distribuida.

Claims (3)

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    REIVINDICACIONES
    1. Un procedimiento de coeficientes de transformacion de decodificacion por entrc^a, comprendiendo el procedimiento:
    extraer (1910) informacion acerca de una localizacion de direccion de eje horizontal y una localizacion de direccion de eje vertical de un ultimo coeficiente de transformacion significativo que tiene un valor distinto de cero e incluido en un bloque de transformacion, desde un flujo de bits recibido en el que el ultimo coeficiente de transformacion significativo tiene el ultimo mdice de exploracion de acuerdo con un cierto orden de exploracion entre los coeficientes de transformacion;
    determinar (1920) una localizacion del ultimo coeficiente de transformacion significativo decodificando la informacion acerca de la localizacion de direccion de eje horizontal y la localizacion de direccion de eje vertical; decodificar el ultimo coeficiente de transformacion significativo en base a la localizacion del ultimo coeficiente de transformacion significativo;
    decodificar una bandera de coeficiente significativo, incluida en el flujo de bits recibido, que representa una localizacion de un segundo coeficiente de transformacion significativo; y
    decodificar el segundo coeficiente de transformacion significativo usando la bandera de coeficiente significativo; en el que la informacion incluye un valor x que corresponde a la localizacion de direccion de eje horizontal y un valor y que corresponde a la localizacion de direccion de eje vertical.
  2. 2. El procedimiento de la reivindicacion 1, en el que la determinacion de la localizacion del ultimo coeficiente de transformacion significativo comprende adicionalmente:
    seleccionar un contexto usado para decodificar informacion convertida a binario acerca de la localizacion de direccion de eje horizontal y la localizacion de direccion de eje vertical del ultimo coeficiente de transformacion significativo; y
    realizar decodificacion aritmetica binaria adaptativa al contexto (CABAD) en la informacion convertida a binario de acuerdo con el contexto seleccionado.
  3. 3. El procedimiento de la reivindicacion 2, en el que la seleccion del contexto comprende seleccionar uno de un contexto previamente determinado de acuerdo con la localizacion del ultimo coeficiente de transformacion significativo.
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