ES2618066T3 - Método de decodificación de imágenes - Google Patents

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Abstract

Un método de decodificación de una señal de datos representativa de al menos una imagen dividida en particiones que fue precedentemente codificada, comprendiendo las particiones una partición corriente (Bi) a decodificar que contiene datos de los que al menos a un dato se le asigna un signo, siendo los datos los coeficientes de transformación directa cuyo método de decodificación comprende: - decodificación entrópica (D2) de la primera partición corriente (Bi), - determinación (D3) sobre la base de datos decodificados no nulos de la partición corriente, si el signo de al menos un dato está memorizado, - cálculo (D5) del valor de paridad de una suma de datos decodificados de la partición corriente (Bi), estando el método de decodificación caracterizado por la obtención, a partir de dicho valor de paridad, del valor de dicho signo, si la paridad de la suma de los datos tiene un primer valor cuyo signo es positivo y si la paridad de la suma de los datos tiene un segundo valor cuyo signo es negativo.

Description

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DESCRIPCION
Metodo de decodificacion de imagenes.
CAMPO DE LA INVENCION
La presente invencion se refiere de manera general al campo del procesamiento de imagenes y mas concretamente, a la codificacion y a la decodificacion de imagenes digitales y de secuencias de imagenes digitales.
La invencion puede asf, en particular, aplicarse a la codificacion de video puesta en practica en los codificadores de video actuales (MPEG, H.264, etc.) o futuros (ITU-T/VCEG (H.265) o ISO/MPEG (HEVC).
ANTECEDENTES DE LA INVENCION
Los codificadores de video actuales (MPEG, H.264, ...) utilizan una representacion por bloques de la secuencia de video. Las imagenes son divididas en macrobloques, siendo el propio macrobloque dividido en bloques y cada bloque, o macrobloque, se codifica por prediccion intra-imagenes o inter-imagenes. De este modo, algunas imagenes son codificadas por prediccion espacial (prediccion intra) mientras que otras imagenes se codifican por prediccion temporal (prediccion inter) con respecto a una o varias imagenes de referencia codificadas-decodificadas con la ayuda de una compensacion en movimiento conocida por los expertos en esta tecnica.
Para cada bloque se codifica un bloque residual, tambien denominado residuo de prediccion, correspondiente al bloque original disminuido de una prediccion. Los bloques residuales son transformados por una funcion denominada como Transformada Discreta de Coseno (DCT) y luego se cuantifican con la ayuda de una cuantificacion, a modo de ejemplo, del tipo escalar. Coeficientes de los que algunos son positivos y otros negativos se obtienen como resultado de la etapa de cuantificacion. A continuacion, son recorridos en un orden de lectura generalmente en zigzag (como en la norma JPEG), lo que permite utilizar el numero importante de coeficientes nulos en las altas frecuencias. Como resultado del recorrido antes citado, se obtiene una lista monodimensional de coeficientes, cuya lista se denominara “residuo cuantificado”. Los coeficientes de esta lista son entonces codificados mediante una codificacion entropica.
La codificacion entropica (a modo de ejemplo de tipo de codificacion aritmetica o codificacion de Huffman) se realiza de la forma siguiente:
- una informacion es objeto de codificacion entropica para indicar el emplazamiento del ultimo coeficiente no nulo de la lista,
- para cada coeficiente situado antes del ultimo coeficiente no nulo, una informacion es objeto de codificacion entropica para indicar si el coeficiente es nulo o no,
- para cada coeficiente no nulo indicado precedentemente, una informacion es objeto de codificacion entropica para indicar si el coeficiente es igual a uno o no,
- para cada coeficiente no nulo y no igual a uno situado delante del ultimo coeficiente no nulo, una informacion de amplitud (valor absoluto del coeficiente disminuido en dos) es objeto de codificacion entropica,
- para cada coeficiente no nulo, el signo que le es asignado esta codificado por un '0' (para el signo +) o un '1' (para el signo -).
Segun la tecnica H.264 a modo de ejemplo, cuando un macrobloque se divide en bloques, una senal de datos, correspondiente a cada bloque, se transmite al decodificador. Una tal senal comprende:
- los residuos cuantificados contenidos en la lista antes citada,
- informaciones representativas del modo de codificacion utilizado, en particular:
- el modo de prediccion (prediccion intra, prediccion inter, prediccion por defecto realizando una prediccion para la que no se transmite ninguna informacion al decodificador (en ingles “skip”));
- informaciones que precisan el tipo de prediccion (orientacion, imagen de referencia,.);
- el tipo de division;
- el tipo de transformada, a modo de ejemplo, DCT 4x4, DCT 8x8, etc.
- las informaciones de movimiento si fuere necesario;
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- etc.
La decodificacion se realiza imagen por imagen y para cada imagen, macrobloque por macrobloque. Para cada particion de un macrobloque, los elementos correspondientes del flujo son objeto de lectura. La cuantificacion inversa y la transformacion inversa de los coeficientes de los bloques se efectuan para generar el residuo de prediccion decodificado. A continuacion, la prediccion de la particion se calcula y la particion se reconstruye anadiendo la prediccion al residuo de prediccion decodificado.
La codificacion intra o inter por competicion, tal como se pone en practica en la norma H.264, se basa asf en la puesta en competicion de diferentes informaciones de codificacion tales como las antes citadas, con el objeto de seleccionar el mejor modo, es decir, el modo que optimizara la codificacion de la particion considerada segun un criterio de rendimiento predeterminado, a modo de ejemplo, el coste de la tasa/distorsion bien conocido del experto en esta tecnica.
Las informaciones representativas del modo de codificacion seleccionado estan contenidas en la senal de datos transmitida por el codificador al decodificador. El decodificador es asf capaz de identificar el modo de codificacion seleccionado al codificador y luego, aplicar la prediccion conforme a este modo.
En el documento “Data Hiding of Motion Information in Chroma and Luma Samples for Video Compression”, J.-M. Thiesse, J. Jung y M. Antonini, International Workshop on Multimedia Signal Processing, 2011, se presenta un metodo de ocultacion de datos (traduccion inglesa de “Data Hiding”) puesta en practica en el curso de una compresion de video.
Mas concretamente, se propone evitar incluir en la senal a transmitir al decodificador al menos un mdice de competicion tal como resulta de una pluralidad de indices de competicion a transmitir. Un tal mdice es, a modo de ejemplo, el mdice MVComp que representa una informacion que permite identificar el predictor de vector de movimiento utilizado para un bloque objeto de prediccion en el modo inter. Un tal mdice que puede valer 0 o 1 no esta inscrito directamente en la senal de datos codificados, sino que se transporta mediante la paridad de la suma de los coeficientes del residuo cuantificado. Se crea una asociacion entre la paridad del residuo cuantificado y el mdice MVComp. A modo de ejemplo, el valor par del residuo cuantificado esta asociado al mdice MVComp de valor 0, mientras que el valor impar del residuo cuantificado esta asociado al mdice MVComp de valor 1. Dos casos pueden presentarse. En un primer caso, si la paridad del residuo cuantificado corresponde ya a la paridad del mdice MVComp que se quiere transmitir, el residuo cuantificado se codifica de forma clasica. En un segundo caso, si la paridad del residuo cuantificado es diferente de la paridad del mdice MVComp que se quiere transmitir, se procede a una modificacion del residuo cuantificado de tal manera que su paridad sea la misma que la que tiene el mdice MVComp. Una tal modificacion consiste en aumentar o disminuir uno o varios coeficientes del residuo cuantificado en un valor impar (por ejemplo: +1, -1, +3, -3, +5, -+5...) y no retener mas que la modificacion que optimiza un criterio predeterminado, en la ocurrencia del coste de la tasa-distorsion antes citado.
En el decodificador, el mdice MVComp no es objeto de lectura en la senal. El decodificador se contenta simplemente con determinar el residuo de forma clasica. Si el valor de este residuo es par, el mdice MVComp se pone a 0. Si el valor de este residuo es impar, el mdice MVComp se pone a 1.
En conformidad con la tecnica presentada con anterioridad, los coeficientes que sufren la modificacion no siempre se eligen de forma optima, por lo que la modificacion aplicada trae consigo perturbaciones en la senal transmitida al decodificador. Dichas perturbaciones perjudican inevitablemente la eficacia de la compresion de video.
Por otra parte, el mdice MVComp no constituye la informacion mas interesante a ocultar puesto que las probabilidades de que este mdice sea igual a 0 o a 1 no son iguales. En consecuencia, si este mdice se codifica de forma clasica mediante una condicion entropica, se representara, en el fichero comprimido a transmitir al decodificador, por una cantidad de datos inferior a un bit por mdice MVComp transmitidos. En consecuencia, si el mdice MVComp se transmite en la paridad del residuo cuantificado, la cantidad de datos asf economizada es inferior a un bit por mdice MVComp, mientras que la paridad del residuo podna permitir transportar una informacion de un bit por mdice.
Por consiguiente, la reduccion del coste de senalizacion, asf como de la eficacia de la compresion, no son optimas. OBJETIVO Y SUMARIO DE LA INVENCION
Uno de los objetivos de la invencion es subsanar inconvenientes del estado de la tecnica antes citado.
A este efecto, un objetivo de la presente invencion se refiere a un metodo de codificacion de al menos una imagen dividida en partes, una particion en curso de codificacion que contiene datos de los que al menos a un dato se le asigna un signo.
El metodo segun la invencion es distinguible por lo que se pone en practica, para la particion en curso antes citada,
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las etapas siguientes:
- el calculo del valor de una funcion representativa de los datos de dicha particion corriente con la exclusion signo,
- la comparacion del valor calculado con el valor predeterminado del signo,
- en funcion del resultado de la comparacion, la modificacion o no, de al menos uno de los datos de la particion corriente,
- en caso de modificacion, la codificacion de al menos un dato modificado.
Una tal disposicion permite aplicar ventajosamente la tecnica de disimulacion de datos a los signos de los datos de una particion a codificar. Un signo es, en efecto, una informacion particularmente pertinente para ocultar debido al hecho de que la probabilidad de aparicion de un signo positivo o negativo es equiprobable. En consecuencia, habida cuenta que un signo se codifica necesariamente en un bit, es asf posible, ocultando esta informacion, economizar un bit en la senal a transmitir al decodificador, lo que reduce, en medida notable, el coste de la senalizacion.
Conviene senalar que entre las informaciones (signo, amplitud, etc.) asociadas a un dato de imagen, existen muy pocas que sean equiprobables. Al ser el signo una informacion equiprobable, existe, por lo tanto, un interes espedfico en ocultar este tipo de informacion, lo que permite aumentar los rendimientos de compresion.
En un modo de realizacion particular, en el caso en que una pluralidad de signos se considere en el curso de la etapa de comparacion antes citada, esta ultima consiste en comparar el valor calculado de una funcion representativa de los datos de la particion corriente con el valor de una funcion representativa de la pluralidad de signos.
Una tal disposicion permite optimizar los rendimientos de compresion del codificador aritmetico optimizando la reduccion del coste de senalizacion, puesto que permite ocultar varios signos en la senal a transmitir al decodificador.
De forma correlativa, la invencion se refiere a un dispositivo de codificacion de al menos una imagen dividida en partes en donde una particion corriente a codificar contiene datos a los que al menos a un dato se le asigna un signo.
Un tal dispositivo de codificacion es distinguible por cuanto que comprende medios de procesamiento) que, para la particion corriente a codificar, son capaces de:
- calcular el valor de una funcion representativa de los datos de la particion corriente con la exclusion del signo,
- comparar el valor calculado con el valor predeterminado del signo,
- modificar, o no, al menos uno de los datos de la particion corriente en funcion del resultado de la comparacion,
y por cuanto que comprende medios de codificacion de al menos un dato modificado en caso de modificacion por medio de procesamiento.
De forma correspondiente, la invencion se refiere tambien a un metodo de decodificacion de una senal de datos representativa de al menos una imagen dividida en partes que fue codificada con anterioridad, conteniendo una parte corriente a decodificar datos de los que al menos a un dato se le asigna un signo.
Un tal metodo de decodificacion es distinguible por que comprende, para la particion corriente, las etapas siguientes:
- decodificacion de los datos de la particion corriente, con la exclusion del signo,
- calculo del valor de una funcion representativa de los datos decodificados de la particion corriente,
- obtencion, a partir del valor calculado, del valor del signo.
De forma correlativa, la invencion se refiere a un dispositivo de decodificacion de una senal de datos representativa de al menos una imagen dividida en particiones que fue codificada con anterioridad, en donde una particion corriente a decodificar contiene datos de los que a por lo menos un dato se asigna un signo.
Un tal dispositivo de decodificacion es distinguible porque comprende medios de procesamiento, para dicha particion corriente a decodificar, que son capaces de:
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- decodificar los datos de la particion corriente, con la exclusion del signo,
- calcular el valor de una funcion representativa de los datos decodificados de la particion corriente,
- obtener, a partir del valor calculado, el valor del signo.
La invencion se refiere, asimismo, a un programa informatico que incluye instrucciones para la ejecucion de las etapas del metodo de codificacion o de decodificacion anterior, cuando el programa se ejecuta por un ordenador.
Un tal programa puede utilizar cualquier lenguaje de programacion y estar bajo la forma de codigo fuente, codigo objeto o codigo intermedio entre el codigo origen y el codigo objeto, tal como en una forma parcialmente compilada o en cualquier otra forma deseable.
Otro objetivo de la invencion se refiere tambien a un soporte de registro legible por ordenador e incluye instrucciones de programa informatico tal como el mencionado con anterioridad.
El soporte de registro puede ser cualquier entidad o dispositivo capaz de memorizar el programa. A modo de ejemplo, un tal soporte puede incluir un medio de memorizacion, tal como una memoria ROM, por ejemplo un CD- ROM o una ROM de circuito microelectronico o tambien un medio de registro magnetico, a modo de ejemplo, un disquete (floppy disc - dispositivo de comunicacion inalambrica movil) o un disco duro.
Por otra parte, un tal soporte de registro puede ser un soporte transmisible tal como una senal electrica u optica, que puede dirigirse hacia un cable electrico u optico, por radio o por otros medios. El programa segun la invencion puede ser, en particular, telecargado en una red de tipo Internet.
Como alternativa, un tal soporte de registro puede ser un circuito integrado en donde el programa este incorporado, estando dicho circuito adaptado para ejecutar el metodo en cuestion o para utilizarse en la ejecucion de este ultimo.
El dispositivo de codificacion, el metodo de decodificacion, el dispositivo de decodificacion y los programas informaticos antes citados presentan al menos las mismas ventajas que las conferidas por el metodo de codificacion segun la presente invencion.
BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS
Otras caractensticas y ventajas se deduciran de la lectura de dos modos de realizacion preferidos descritos haciendo referencia a las Figuras adjuntas en donde:
- la Figura 1 representa las etapas generales del metodo de codificacion segun la invencion;
- la Figura 2 representa un dispositivo de codificacion segun la invencion que es capaz de efectuar las etapas del
metodo de codificacion representado en la Figura 1,
- la Figura 3 representa un modo de realizacion particular del metodo de codificacion segun la invencion,
- la Figura 4 representa un modo de realizacion particular de un dispositivo de decodificacion segun la invencion,
- la Figura 5 representa las etapas generales del metodo de decodificacion segun la invencion,
- la Figura 6 representa un dispositivo de decodificacion segun la invencion que es capaz de efectuar las etapas
del metodo de decodificacion representado en la Figura 5,
- la Figura 7 representa un modo de realizacion particular del metodologfa de decodificacion segun la invencion,
- la Figura 8 representa un modo de realizacion particular de un dispositivo de decodificacion segun la invencion.
DESCRIPCION DETALLADA DE LA PARTE DE CODIFICACION
Un modo de realizacion general de la invencion se describira a continuacion, en donde el metodo de codificacion segun la invencion se utiliza para codificar una secuencia de imagenes segun un flujo binario proximo al que se obtiene por una codificacion segun la norma H.264/MPEG-4 AVC. En este modo de codificacion, el metodo de codificacion segun la invencion se pone en practica, a modo de ejemplo, de manera de software o hardware mediante modificaciones de un codificador inicialmente conforme con la norma H.264/MPEG-4 AVC.
El metodo de codificacion segun la invencion se representa bajo la forma de un algoritmo que incluye etapas S1 a S40, representadas en la Figura 1.
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Segun el modo de realizacion de la invencion, el metodo de codificacion segun la invencion se pone en practica en un dispositivo de codificacion o codificador CO, del que un modo de realizacion se representa en la Figura 2.
En conformidad con la invencion, se procede, con anterioridad a la codificacion propiamente dicha, a una division de una imagen IE de una secuencia de imagenes a codificar en un orden predeterminado, en una pluralidad Z de particiones B1, B2, ..., Bi,, ..., Bz, segun se representa en la Figura 2.
Conviene senalar que en el sentido de la invencion, el termino “particion” significa unidad de codificacion (del ingles “coding unit”). Esta ultima terminologfa se utiliza, en particular, en la norma HEV/H.265 en curso de elaboracion, a modo de ejemplo, en el documento accesible en la direccion Internet siguiente:

http://phenix.int-evry.fr/jct/doc end user/current document.php?id=3286
En particular, una tal unidad de codificacion reagrupa conjuntos de elementos de imagen, denominados pixels, de forma rectangular o cuadrada, tambien denominados bloques, macrobloques o tambien conjuntos de pixels que presentan otras geometricas.
En el ejemplo representado en la Figura 2, dichas particiones son bloques que tienen una forma cuadrada y tienen todos ellos la misma magnitud. En funcion de la magnitud de la imagen que no es obligatoriamente un multiplo de la magnitud de los bloques, los ultimos bloques a la izquierda y los ultimos bloques en la parte inferior pueden no ser cuadrados. En un modo alternativo de realizacion, los bloques pueden ser, a modo de ejemplo, de forma rectangular y/o no alineados unos con los otros.
Cada bloque o macrobloque puede, por otro lado, dividirse por si mismo en sub-bloques que son por si mismos subdivisibles.
Una tal division se efectua por un modulo PCO de division representado en la Figura 2 que utiliza, a modo de ejemplo, un algoritmo de division bien conocido en tanto como tal.
A continuacion de dicha etapa de division, se procede a la codificacion de cada una de las particiones corrientes Bi (siendo i un numero entero tal como 1<i<z) de dicha imagen IE.
En la realizacion ejemplo representada en la Figura 2, una tal codificacion se aplica sucesivamente a cada uno de los bloques Bi a Bz de la imagen corriente IE. Los bloques se codifican segun, a modo de ejemplo, un recorrido tal como el recorrido “raster scan” bien conocido por los expertos en esta tecnica.
La codificacion segun la invencion se pone en practica en un modulo de software de codificacion MC_CO del codificador CO, segun se representa en la Figura 2.
En el curso de una etapa Si representada en la Figura 1, el modulo de codificacion MC_CO de la Figura 2 selecciona como bloque corriente Bi al primer bloque B1 a codificar de la imagen corriente IE. Segun se representa en la Figura 2, se trata del primer bloque a la izquierda de la imagen IE.
En el curso de una etapa S2 representada en la Figura 1, se procede a la extraccion de datos del bloque corriente Bi bajo la forma de una lista D1 = (a1, a2, .., ap). Una tal extraccion se efectua por un modulo de software de EX_CO tal como se representa en la Figura 2. Tales datos son, a modo de ejemplo, datos de elementos de imagen, siendo asignado a cada uno de los datos de elementos de imagen no nulos un signo positivo o un signo negativo.
Cada uno de los datos de la lista D1 esta asociado a diferentes informaciones digitales que se destinan a someterse a una codificacion entropica. Algunas de tales informaciones digitales se describen a continuacion a modo de ejemplo.
- para cada dato situado antes del ultimo dato no nulo de la lista D1, una informacion digital, tal como un bit, esta destinada a ser objeto de codificacion entropica para indicar si el dato es nulo o no: si el dato es nulo, es, por ejemplo, el bit de valor 0 el que sera codificado, mientras que si el dato no es nulo, sera el bit de valor 1 el que sera codificado;
- para cada dato no nulo, una informacion digital, tal como un bit, se destina a ser objeto de codificacion entropica
para indicar si el valor absoluto del dato es igual a 1 o no: si es igual a 1, es, por ejemplo, el bit de valor 1 el que
sera codificado, mientras que si es igual a 0, sera el bit de valor 0 el que sera codificado;
- para cada dato no nulo cuyo valor absoluto sea no igual a 1 y que este situado antes del ultimo dato no nulo,
una informacion de amplitud es objeto de codificacion entropica,
- para cada dato no nulo, el signo que se le asigne es codificado por una informacion digital, tal como un bit por ejemplo puesto a '0' (para el signo +) o a '1' (para el signo -).
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Se describira a continuacion, haciendo referencia a la Figura 1, las etapas espedficas de codificacion segun la invencion.
En conformidad con la invencion, se decide evitar la codificacion entropica de al menos un signo de uno de dichos datos de la lista D1.
En conformidad con un modo de realizacion preferido, es el signo del primer dato no nulo el que se destina a ocultarse. Un tal signo es, por ejemplo, positivo y se asigna al primer dato no nulo, tal como el dato a2, a modo de ejemplo.
En el curso de una etapa S3 representada en la Figura 1, el modulo de procesamiento MTR_CO calcula el valor de una funcion f que es representativa de los datos de la lista Di.
En el modo preferido de realizacion en donde un solo signo esta destinado a ocultarse en la senal a transmitir al decodificador, la funcion f es la paridad de la suma de los datos de la lista Di.
En el curso de una etapa S4 representada en la Figura 1, el modulo de procesamiento MTR_CO verifica si la paridad del valor del signo que se oculta corresponde a la paridad de la suma de los datos de la lista Di, en virtud de un convenio definido previamente para el codificador CO.
En el ejemplo propuesto, dicho convenio es tal que un signo positivo esta asociado a un bit de valor igual 0, mientras que un signo negativo esta asociado a un bit de valor igual a 1.
Si, segun el convenio adoptado en el codificador CO segun la invencion, el signo es positivo, lo que corresponde a un valor de bit de codificacion de 0 y siendo la suma de los datos de la lista D1 de valor par, se prosigue con una etapa S20 de codificacion entropica de los datos de la lista D1 antes citada, con la excepcion del signo del primer dato no nulo a2. Una tal etapa s2o se representa en la Figura 1.
Si, siempre segun el convenio adoptado en el codificador CO segun la invencion, el signo es negativo, lo que corresponde a un valor de bit de codificacion de 1, y siendo la suma de los datos de la lista D1 de valor impar, se prosigue igualmente con la etapa S20 de codificacion entropica de datos de la lista D1 antes citada, con la excepcion del signo del primer dato no nulo a2.
Si, segun el convenio adoptado en el codificador CO segun la invencion, el signo es positivo, lo que corresponde a un valor de bit de codificacion de 0, y siendo la suma de los datos de la lista D1 un valor impar, se procede, en el curos de una etapa S5 representada en la Figura 1 a una modificacion de al menos un dato modificable de la lista D1.
Si, siempre segun el convenio adoptado en el codificador CO segun la invencion, el signo es negativo, lo que corresponde a un valor de bit de codificacion de 1 y siendo la suma de los datos de la lista D1 un valor par, se procede igualmente en la etapa S5 a la modificacion de al menos un dato modificable de la lista D1.
Segun la invencion, un dato es modificable si la modificacion de su valor no da lugar a una desincronizacion para el decodificador, una vez que este dato modificado sea procesado por el decodificador. De este modo, el modulo de procesamiento MTR_CO esta configurado inicialmente para no modificar:
- el dato o los datos nulos situados antes del primer dato no nulo, de forma que el decodificador no asigne el valor del signo oculto a este dato o estos datos nulos.
- y por motivos de complejidad de calculo, el dato o los datos nulos situados despues del ultimo dato no nulo.
Una tal operacion de modificacion se efectua por el modulo de procesamiento MTR_CO de la Figura 2.
En el ejemplo de realizacion propuesto, se supone que la suma total de los datos de la lista D1 es igual a 5 y por lo tanto, es impar. Con el fin de que el decodificador pueda reconstruir el signo positivo asignado al primer dato no nulo a2 sin que el codificador CO tenga que transmitir este dato al decodificador, es preciso que la paridad de la suma se haga de valor par. En consecuencia, el modulo de procesamiento MTR_CO verifica, en el curso de dicha etapa S5, diferentes modificaciones de los datos de la lista D1, con el objetivo de cambiar la paridad de la suma de los datos. En el modo de realizacion preferido, se procede a la adicion de +1 o -1a cada dato modificable y a la seleccion, segun un criterio predeterminado, de una modificacion entre todas las que son efectuadas.
De este modo se obtiene, entonces, como resultado de la etapa S5, una lista modificada Dith = (a'1, a'2, ..., a'p).
Conviene senalar que en el curso de esta etapa, algunas modificaciones estan prohibidas. Asi, en el caso en donde el primer dato no nulo tenga un valor +1 no seria posible anadirle -1, puesto que se haria nulo y perderia entonces su caractenstica de primer dato no nulo de la lista D1. El decodificador atribuina entonces, posteriormente, el signo
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decodificado (mediante calculo de la paridad de la suma de los datos) a otro dato y se tendna entonces un error de decodificacion.
A continuacion, se procede a la etapa S20 de codificacion entropica de los datos de la lista Dith antes citada, con la excepcion del signo positivo del primer dato no nulo a2 cuyo signo se oculta en la paridad de la suma de los datos.
Conviene senalar que el conjunto de las amplitudes de los datos de la lista D1 o de la lista modificada Dti se codifica antes del conjunto de los signos, con la exclusion del signo del primer dato no nulo que no se codifica como se explico con anterioridad.
En el curso de una etapa siguiente S30 representada en la Figura 1, el modulo de codificacion MC_CO de la Figura 2 verifica si el bloque corriente codificado es el ultimo bloque de la imagen IE.
Si el bloque corriente es el ultimo bloque de la imagen IE, en el curso de una etapa S40 representada en la Figura 1, se pone fin al metodo de codificacion.
Si no fuere el caso, se procede a la seleccion del bloque siguiente Bi que es entonces codificado conforme al orden de recorrido raster scan antes citado, mediante iteracion de las etapas S1 a S20, para 1<i<Z.
Una vez realizada la codificacion entropica de todos los bloques Bi a Bz se procede a la construccion de una senal F que representa, bajo forma binaria, a dichos bloques codificados.
La construccion de la senal binaria F se pone en practica en un modulo de software CF de construccion de flujo, tal como se representa en la Figura 2.
El flujo F se transmite, a continuacion, por una red de comunicacion (no representada) a un terminal distante. Este ultimo incluye un decodificador que se describira con mas detalle, a continuacion, en esta descripcion.
Se describira ahora, principalmente con referencia a la Figura 1, otro modo de realizacion de la invencion.
Este otro modo de realizacion se distingue del anterior solamente por el numero de senales a ocultar que es N, siendo N un numero entero tal como N>2.
A este efecto, la funcion f es el resto de modulo 2N de la suma de los datos de la lista Di. Se supone que en el ejemplo propuesto, N = 2, siendo los dos signos que se ocultan los dos primeros signos de los dos primeros datos no nulos de la lista Di, a modo de ejemplo, a2 y a3.
En el curso de la etapa S4 representada en la Figura 1, el modulo de procesamiento MTR_CO verifica si la configuracion de los N signos, o sea 2N configuraciones posibles, corresponde al valor del resto del modulo 2N de la suma de los datos de la lista D1.
En el ejemplo propuesto en donde N=2, existen 22=4 configuraciones de signos diferentes.
Estas cuatro configuraciones obedecen a un convenio en el codificador CO, que se determina, a modo de ejemplo, de la forma siguiente:
- un resto igual a 0 corresponde a dos signos positivos consecutivos: +, +;
- un resto igual a 1 corresponde a un signo positivo y un signo negativo consecutivos: +, -;
- un resto igual a 2 corresponde a un signo negativo y un signo positivo consecutivos: -, +;
- un resto igual a 3 corresponde a dos signos negativos consecutivos: -, -.
Si la configuracion de los N signos corresponde al valor del resto del modulo 2N de la suma de los datos de la lista D1 se procede a la etapa S20 de codificacion entropica de los datos de la lista D1 antes citada, con la excepcion del signo respectivo de los dos primeros datos no nulos a2 y a3, cuyos signos se ocultan en la paridad de la suma del modulo 2n de los datos de la lista D1.
Si no fuere el caso, se prosigue con la etapa S5 de modificacion de al menos un dato modificable de la lista D1. Una tal modificacion se realiza por el modulo de procesamiento MTR_CO de la Figura 2 de tal manera que el resto del modulo 2n de la suma de los datos modificables de la lista D1 alcance el valor de cada uno de los dos signos que ocultar.
Entonces se obtiene una lista modificada Dt = (a'1, a'2, ..., a'p).
A continuacion se prosigue con la etapa S20 de codificacion entropica de los datos de la lista Dt antes citada, con
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la excepcion del signo del primer dato no nulo a2 y del signo del segundo dato no nulo a3, cuyos signos se ocultan en la paridad de la suma del modulo 2N de los datos.
Un modo de realizacion particular de la invencion se describira a continuacion, en donde el modulo de codificacion segun la invencion se utiliza siempre para codificar una secuencia de imagenes segun un flujo binario proximo del que se obtiene mediante una codificacion segun la norma H.264/MPEG-4 AVC. En este modo de realizacion, el metodo de codificacion segun la invencion se pone en practica, a modo de ejemplo, de manera de software o de hardware mediante modificaciones de un codificador inicialmente conforme con la norma H.264/MPEG-4 AVC.
El metodo de codificacion segun la invencion se representa bajo la forma de un algoritmo que incluye las etapas C1 a C40, tales como se representan en la Figura 3.
Segun el modo de realizacion de la invencion, el metodo de codificacion se pone en practica en un dispositivo de codificacion o codificador CO1, cuyo modo de realizacion se representa en la Figura 4.
En conformidad con la invencion, y segun se describe en las realizaciones ejemplo anteriores, se procede, con anterioridad a la codificacion propiamente dicha, a una division de una imagen IE de una secuencia de imagenes a codificar en un orden predeterminado en una pluralidad Z de particiones B'i, B'2, ..., B'i, ..., B'z, como se representa en la Figura 4.
En la realizacion ejemplo representada en la Figura 4, dichas particiones son bloques que tienen una forma cuadrada y todos son de la misma magnitud. En funcion de la magnitud de la imagen que no es obligatoriamente un multiplo de la magnitud de los bloques, los ultimos bloques a la izquierda y los ultimos bloques en la parte inferior no pueden ser cuadrados. En un modo alternativo de realizacion, los bloques pueden ser, a modo de ejemplo, de forma rectangular y/o no alineados los unos con los otros.
Cada bloque o macrobloque puede, por otro lado, dividirse por si mismo en sub-bloques que son, a su vez, subdivisibles.
Una tal division se realiza por un modulo de software PCO1 de division representado en la Figura 4 que es identico al modulo de division PCO representado en la Figura 2.
A continuacion de dicha etapa de division, se procede a la codificacion de cada una de las particiones corrientes B'i (siendo i un numero entero tal como 1<i<Z) de dicha imagen IE.
En ejemplo representado en la Figura 4, dicha codificacion se aplica sucesivamente a cada uno de los bloques B'i a B'z de la imagen corriente IE. Los bloques son codificados segun un recorrido tal como, a modo de ejemplo, recorrido denominado “raster scan” (exploracion de trama) bien conocido por los expertos en esta tecnica.
La codificacion segun la invencion, se pone en practica en un modulo de software de codificacion MC_CO1 del codificador CO1 segun se representa en la Figura 4.
En el curso de una etapa C1 representada en la Figura 3, el modulo de codificacion MC_CO1 de la Figura 4 selecciona como bloque corriente B'1 al primer bloque B'1 a codificar de la imagen corriente IE. Segun se representa en la Figura 4, se trata del primer bloque a la izquierda de la imagen IE.
En el curso de una etapa C2 representada en la Figura 3, se procede a la codificacion predictiva del bloque corriente B'1 mediante tecnicas conocidas de prediccion intra y/o inter, en cuyo curso el bloque B'1 es objeto de prediccion con respecto a al menos un bloque anteriormente codificado y decodificado. Una tal prediccion se realiza por un modulo de software de prediccion PRED_CO1 segun se representa en la Figura 4.
Por supuesto, son posibles otros modos de prediccion intra tales como los propuestos en la norma H.264.
El bloque corriente B'1 puede someterse igualmente a una codificacion predictiva en el modo inter en cuyo curso el bloque corriente es objeto de prediccion con respecto a un bloque derivado de una imagen anteriormente codificada y decodificada. Otros tipos de prediccion son, por supuesto, susceptibles de consideracion. Entre las predicciones posibles para un bloque corriente, la prediccion optima se elige segun un criterio de la tasa-distorsion bien conocidos por los expertos en esta tecnica.
Dicha etapa de codificacion predictiva antes citada permite construir un bloque de prediccion B'p1, que es una aproximacion del bloque corriente B'1. Las informaciones relativas a esta codificacion predictiva estan destinadas a inscribirse en una senal a transmitir al decodificador. Tales informaciones comprenden, en particular, el tipo de prediccion (inter o intra) y si fuere el caso, el modo de prediccion intra, el tipo de division de un bloque o macrobloque si este ultimo ha sido subdividido, el mdice de imagen de referencia y el vector de desplazamiento utilizados en el modo de prediccion inter. Estas informaciones son comprimidas por el codificador CO1.
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En el curso de una etapa siguiente C3 representada en la Figura 3, el modulo de prediccion PRED_CO1 compara los datos relativos al bloque corriente B'1 con los datos del bloque de prediccion B'pi. Mas concretamente, en el curso de esta etapa, se procede clasicamente a la sustraccion del bloque de prediccion B'p1 del bloque corriente B'1 para obtener un bloque residuo B'ri.
En el curso de una etapa siguiente C4 representada en la Figura 3, se procede a la transformacion del bloque residuo B'ri segun una operacion clasica de transformacion directa, tal como a modo de ejemplo, una transformacion del tipo de discreta de coseno, DCT, para obtener un bloque transformado B'ti. Un tal operacion se realiza por un modulo de software MT_CO1 de transformada, segun se representa en la Figura 4.
En el curso de una etapa siguiente C5 representada en la Figura 3, se procede a la cuantificacion del bloque transformado B'ti segun una operacion clasica de cuantificacion, tal como, a modo de ejemplo, una cuantificacion escalar. Un bloque B'qi de coeficientes cuantificados es entonces obtenido. Una tal etapa se efectua por medio de un modulo de software de cuantificacion MQ_COi tal como se representa en la Figura 4.
En el curso de una etapa C6 representada en la Figura 3, se procede a un recorrido, en un orden predefinido, de los coeficientes cuantificados del bloque B'qi. En el ejemplo representado se trata de un recorrido en zigzag clasico. Una tal etapa se realiza por un modulo de software de lectura ML_COi, tal como se representa en la Figura 4. Como resultado de la etapa C6 se obtiene una lista monodimensional Ei = (si, s2, ..., eL) de coeficientes, mas conocida bajo la apelacion de “residuo cuantificado”, en donde L es un numero entero superior o igual a i. Cada uno de los coeficientes de la lista Ei esta asociado a diferentes informaciones digitales que estan destinadas a someterse a una codificacion entropica. Dichas informaciones digitales se describen a continuacion a modo de ejemplo.
Se supone que en el ejemplo representado, L = i6 y que la lista Ei contiene los dieciseis coeficientes siguientes Ei = (0, +9, -7, 0, 0, +i, 0, -i, +2, 0, 0, +i, 0, 0, 0, 0).
En particular:
- para cada coeficiente situado antes del ultimo coeficiente no nulo de la lista Ei, una informacion digital, tal como un bit, esta destinada a codificarse de forma entropica para indicar si el coeficiente es nulo o no: si el coeficiente es nulo, en tal caso, a modo de ejemplo, el bit de valor 0 sera el que se codifique mientras que si el coeficiente no es nulo, se codificara el bit de valor i;
- para cada coeficiente no nulo +9, -7 +i, -i, +2, +i, una informacion digital, tal como un bit, esta destinada a codificarse de forma entropica para indicar si el valor absoluto del coeficiente es igual a uno o no: si es igual a i, se codificara, a modo de ejemplo, el bit de valor i, mientras que si es igual a 0, se codificara el bit de valor 0;
- para cada coeficiente no nulo y cuyo valor absoluto no sea igual a i y situado antes del primer coeficiente no nulo, tales como los coeficientes de valor +9, -7, +2, una informacion de amplitud (valor absoluto del coeficiente en el que se alcanza el valor 2) es objeto de codificacion entropica;
- para cada coeficiente no nulo, el signo que le es asignado se codifica por una informacion digital, como un bit, a modo de ejemplo, puesto a '0' (para el signo +) o T (para el signo -).
Se describira a continuacion, haciendo referencia a la Figura 3, las etapas espedficas de codificacion segun la invencion.
En conformidad con la invencion, se decide evitar la codificacion entropica de al menos una de las informaciones digitales antes citadas, cuya informacion es al menos un signo de uno de dichos coeficientes de la lista Ei.
A este efecto, en el curso de una etapa C7 representada en la Figura 3, se procede a la eleccion del numero de signos a ocultar en el curso de la etapa posterior de codificacion entropica. Una tal etapa se realiza por un modulo de software de procesamiento MTR_COi, segun se representa en la Figura 4.
En el modo de realizacion preferido, el numero de signos a ocultar es i o 0. Ademas, en conformidad con dicho modo de realizacion preferido, es el signo del primer coeficiente no nulo el que se destina a su ocultacion. En la realizacion ejemplo representada, se trata, por lo tanto, de ocultar el signo del coeficiente e2= +9.
En un modo de realizacion alternativo, el numero de signos a ocultar es cero, o uno, o dos, o tres o mas.
En conformidad con el modo de realizacion preferido de la etapa C7, se procede, en el curso de una primera sub- etapa C7i representada en la Figura 3, a la determinacion, a partir de dicha lista Ei de una sub-lista SEi que contiene coeficientes aptos para ser modificados e'i, e'2, ..., e'M en donde M<L. dichos coeficientes seran denominados coeficientes modificables a continuacion en la descripcion.
Segun la invencion, un coeficiente es modificable si la modificacion de su valor cuantificado no da lugar a la
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desincronizacion para el decodificador, una vez que este coeficiente modificado sea procesado por el decodificador. De este modo, el modulo de procesamiento MTR_CO1 esta configurado inicialmente para no modificar:
- el coeficiente o los coeficientes nulos situados antes del primer coeficiente no nulo, de modo que el decodificador no asigne el valor del signo oculto a este coeficiente o estos coeficientes nulos,
- y por motivos de complejidad de calculo, el coeficiente o los coeficientes situados despues del ultimo coeficiente no nulo.
En la realizacion ejemplo representada, como resultado de la sub-etapa C71, la sub-lista SE1 obtenida es tal como SE-f (9, -7, 0, 0, 1, 0, -1, 2, 0, 0, 1). En consecuencia, se obtienen once coeficientes modificables.
En el curso de una etapa siguiente C72 representada en la Figura 3, el modulo de procesamiento MTR_CO1 procede a la comparacion del numero de coeficientes modificables con un umbral predeterminado TSIG. En el modo de realizacion preferido, TSIG tiene el valor de 4.
Si el numero de coeficientes modificables es inferior al umbral TSIG, se procede, en el curso de una etapa C20 representada en la Figura 3, a una codificacion entropica clasifica de los coeficientes de la lista Ei, tal como la realizada, a modo de ejemplo, en un codificador CABAC, designado por la referencia CE_CO1 en la Figura 4. A este efecto, el signo de cada coeficiente no nulo de la lista Ei, es objeto de codificacion entropica.
Si el numero de coeficientes modificables es superior al umbral TSIG, en el curso de una etapa C8 representada en la Figura 3, el modulo de procesamiento MTR_CO1 calcula el valor de una funcion f que es representativa de los coeficientes de la sub-lista SEi.
En el modo de realizacion preferido, en donde un solo signo esta destinado a ocultarse en la senal a transmitir al decodificador, la funcion f es la paridad de la suma de los coeficientes de la sub-lista SEi.
En el curso de una etapa C9 representada en la Figura 3, el modulo de procesamiento MTR_CO1 verifica si la paridad del valor del signo a ocultar corresponde a la paridad de la suma de los coeficientes de la sub-lista SEi, en virtud de un convenio definido previamente para el codificador CO1.
En la realizacion ejemplo propuesta, dicho convenio es tal que un signo positivo esta asociado a un bit de valor igual a 0, mientras que un signo negativo esta asociado a un bit de valor igual a 1.
Si, segun el convenio adoptado en el codificador CO1 segun la invencion, el signo es positivo, lo que corresponde a
un valor de bit de codificacion de cero y siendo la suma de los coeficientes de la sub-lista SEi un valor par, se
procede a la C20 de codificacion entropica de los coeficientes de la lista Ei antes cita con la excepcion del signo del coeficiente s2.
Si, siempre segun el convenio adoptado en el codificador CO1 segun la invencion, el signo es negativo, lo que corresponde a un valor de bit de codificacion de 1, y siendo la suma de los coeficientes de la sub-lista SEi un valor impar, se procede igualmente a la etapa C20 de la codificacion entropica de los coeficientes de la lista Ei antes citada con la excepcion del signo del coeficiente s2.
Si, segun el convenio adoptado en el codificador CO1 segun la invencion, el signo es positivo, lo que corresponde a
un valor de bit de codificacion de cero, y siendo la suma de los coeficientes de la sub-lista SEi un valor impar, se
procede en el curso de una tapa C10 representada en la Figura 3, a una modificacion de al menos un coeficiente modificable de la sub-lista SEi.
Si, siempre segun el convenio adoptado en el codificador CO1 segun la invencion, el signo es negativo, lo que corresponde a un valor de bit de codificacion de 1 y siendo la suma de los coeficientes de la sub-lista SEi un valor par, se procede igualmente a la etapa C10 de modificacion de al menos un coeficiente modificable de la sub-lista SE-.
Una tal operacion de modificacion se realiza por el modulo de procesamiento MTR_CO1 de la Figura 4.
En la realizacion ejemplo en donde SEi = (+9, -7, 0, 0, +1, 0, -1, +2, 0, 0, +1), la suma total de los coeficientes es igual a 5, y por lo tanto, tiene un valor impar. Con el fin de que el decodificador pueda reconstruir el signo positivo asignado al primer coeficiente no nulo, s2= +9, sin que el codificador CO1 tenga que transmitir este coeficiente al decodificador, es preciso que la paridad de la suma se haga de valor par. En consecuencia, el modulo de procesamiento MTR_CO1 verifica, en el curso de dicha etapa C10, diferentes modificaciones de coeficientes de la sub-lista SEi, destinadas todas ellas a cambiar la paridad de la suma de los coeficientes. En el modo de realizacion preferido, se procede a la adicion de +1 o -1a cada coeficiente modificable y a la seleccion de una modificacion entre todas las que son realizadas.
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En el modo de realizacion preferido, una tal seleccion constituye la prediccion optima segun un criterio de rendimiento que es, a modo de ejemplo, el criterio de la tasa-distorsion bien conocido para los expertos en esta tecnica. Un tal criterio se expresa por la ecuacion (1) siguiente:
(1) J = D + XR
en donde D representa la distorsion entre el macrobloque original y el macrobloque reconstruido, R representa el coste en bit de codificacion de las informaciones de codificacion y A representa un multiplicador de Lagrange, cuyo valor puede fijarse previamente a la codificacion.
En la realizacion ejemplo propuesta, la modificacion que trae consigo una prediccion optima segun el criterio de tasa- distorsion antes citado es la adicion del valor 1 al segundo coeficiente -7 de la sub-lista SE1.
Se obtiene entonces, como resultado de la etapa C10, una sub-lista modificada SEmi = (+9, +6, 0, 0, +1, 0, -1, +2, 0, 0, +1).
Conviene senalar que, en el curso de esta etapa, estan prohibidas algunas modificaciones. Asf, en el caso en donde el primer coeficiente no nulo s2 tuviera un valor +1, no habna sido posible anadirle -1, puesto que se hana nulo y habna entonces perdido su caractenstica de primer coeficiente no nulo de la lista E1. El decodificador hubiera entonces atribuido posteriormente el signo decodificado (mediante calculo de la paridad de la suma de los coeficientes) a otro coeficiente y se hubiera tenido entonces un error de decodificacion.
En el curso de una etapa C11 representada en la Figura 3, el modulo de procesamiento MTR_CO1 procede a una modificacion correspondiente de la lista E1. La lista modificada siguiente Eth = (0, +9, -6, 0, 0, +1, 0, -1, +2, 0, 0, +1, 0, 0, 0, 0) se obtiene como resultado.
A continuacion, se procede a la etapa C20 de codificacion entropica de los coeficientes de la lista Eth antes citada, con la excepcion del signo del coeficiente s2, que es el signo + del coeficiente 9 en la realizacion ejemplo propuesta, cuyo signo se oculta en la paridad de la suma de los coeficientes.
Conviene senalar que el conjunto de las amplitudes de los coeficientes de la lista E1 o de la lista modificada Eth se codifica antes del conjunto de los signos, con la exclusion del signo del primer coeficiente no nulo s2 que no se codifica, como se explico con anterioridad.
En el curso de una etapa C30 siguiente, representada en la Figura 3, el modulo de codificacion MC_CO1 de la Figura 4 verifica, si el bloque corriente codificado es el primer bloque de la imagen IE.
Si el bloque corriente es el ultimo bloque de la imagen IE, en el curso de una etapa C40 representada en la Figura 3, se pone fin al metodo de codificacion.
Si no fuere el caso, se procede a la seleccion del bloque siguiente B'i que se codifica entonces en conformidad con la orden de recorrido denominada raster scan antes citada, mediante iteracion de las etapas C1 a C20, para 1<i<Z.
Una vez realizada la codificacion entropica de todos los bloques B'1 a B'z se procede a la construccion de una senal F' que representa, bajo forma binaria, a dichos bloques codificados.
La construccion de la senal binaria F' se pone en practica en un modulo de software CF1 de construccion de flujo, tal como se representa en la Figura 4.
El flujo F' se transmite, a continuacion, mediante una red de comunicacion (no representada), a un terminal distante. Este ultimo incluye un decodificador que se describira, con mas detalle, a continuacion en esta descripcion.
Se describira, a continuacion, principalmente con referencia a la Figura 3, otro modo de realizacion de la invencion.
Este otro modo de realizacion se distingue del anterior solamente por el numero de coeficientes que se oculta es 0 o N, siendo N un numero entero tal como N>2.
A este efecto, la sub-etapa de comparacion C72 antes citada se sustituye por la sub-etapa C72a representada en puntos en la Figura 3, en el curso de cuya etapa se procede a la comparacion del numero de coeficientes modificables con varios umbrales predeterminados 0<TSIG_1<TSIG_2<TSIG_3..., de tal modo que si el numero de coeficientes modificables esta incluido entre TSIG_N y TSIG_N+1, N signos estan destinados a ocultarse.
Si el numero de coeficientes modificables es inferior al primer umbral TSIG_1, se procede, en el curso de la etapa C20 antes citada, a la codificacion entropica clasifica de los coeficientes de la lista E1. A este efecto, el signo de cada coeficiente no nulo de la lista E1 es objeto de codificacion entropica.
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Si el numero de coeficientes modificables esta incluido entre el umbral TSIG_N y TSIG_N+1, en el curso de una etapa C8 representada en la Figura 3, el modulo de procesamiento MTR_CO1 calcula el valor de una funcion f que es representativa de los coeficientes de la sub-lista SE1.
En este otro modo de realizacion, la decision para el codificador de ocultar N signos, la funcion f es el resto de modulo 2n de la suma de los coeficientes de la sub-lista SEi. Se supone que, en la realizacion ejemplo propuesta, N=2, siendo los dos signos que ocultar los dos primeros signos de los dos primeros coeficientes no nulos respectivamente, a saber, s2 y s3.
En el curso de la etapa siguiente C9 representada en la Figura 3, el modulo de procesamiento MTR_CO1 verifica si la configuracion de los N signos, o sea, 2N configuraciones posibles, corresponden al valor del resto del modulo 2N de la suma de los coeficientes de la sub-lista SEi.
En la realizacion ejemplo propuesta en donde N=2, existe 22= 4 configuraciones de signos diferentes.
Estas cuatro configuraciones obedecen a un convenio para el codificador CO1, cuyo convenio se determina, a modo de ejemplo, de la forma siguiente:
- un resto igual a cero corresponde a dos signos positivos consecutivos: +, +;
- un resto igual a uno corresponde a un signo positivo y un signo negativo consecutivos: +, -;
- un resto igual a dos corresponde a un signo negativo y un signo positivo consecutivos: -, +:
- un resto igual a tres corresponde a dos signos negativos consecutivos: -, -.
Si la configuracion de los N signos corresponde al valor del resto del modulo 2N de la suma de los coeficientes de la sub-lista SEi, se procede a la etapa C20 de codificacion entropica de los coeficientes de la lista Ei antes citada, con la excepcion del signo del coeficiente s2 y del coeficiente s3, cuyos signos se ocultan en la paridad de suma del modulo 2n de los coeficientes.
Si no fuere el caso, se procede a la etapa C10 de modificacion de al menos un coeficiente modificable de la sub-lista SEi. Una tal modificacion se realiza mediante el modulo de procesamiento MTR_CO1 de la Figura 4, de tal manera que el resto del modulo 2N de la suma de los coeficientes modificables de la sub-lista SEi alcance el valor de cada uno de los dos signos que ocultar.
En el curso de la etapa C11 antes citada, el modulo de procesamiento MTR_CO1 procede a una modificacion correspondiente de la lista Ei. Se obtiene, entonces, una lista modificada Emi.
Se procede, a continuacion, a la etapa C20 de codificacion entropica de los coeficientes de la lista Emi antes citada con la excepcion del signo del coeficiente s2 y del signo del coeficiente s3, cuyos signos estan ocultados en la paridad de la suma del modulo 2N de los coeficientes.
DESCRIPCION DETALLADA DE LA PARTE DE DECODIFICACION
Un modo de realizacion general del metodo de decodificacion segun la invencion se describira a continuacion, en donde el metodo de decodificacion se pone en practica de manera de software o de hardware mediante modificaciones de un decodificador inicialmente conforme con la norma H.264/MPEG-4 AVC.
El metodo de decodificacion segun la invencion esta representado bajo la forma de un algoritmo que incluye las etapas SD1 a SD7 representadas en la Figura 5.
Segun el modo de realizacion general de la invencion, el metodo de decodificacion segun la invencion se pone en practica en un dispositivo de decodificacion o decodificador DO, segun se representa en la Figura 6, que esta adaptado para recibir el flujo F proporcionado por el codificador CO de la Figura 2.
En el curso de una etapa preliminar no representada en la Figura 5, se procede a la identificacion, en la senal de datos F recibida, de las particiones Bi a Bz que se codificaron precedentemente por el codificador CO. En el modo de realizacion preferido, dichas particiones son bloques que tienen una forma cuadrada y tienen todos ellos la misma magnitud. En funcion de la magnitud de la imagen que no es obligatoriamente un multiplo de la magnitud de los bloques, los ultimos bloques a la izquierda y los ultimos bloques en la parte inferior pueden no ser cuadrados. En un modo alternativo de realizacion, los bloques pueden ser, a modo de ejemplo, de forma rectangular y/o no alineados los unos con los otros.
Cada bloque o macrobloque puede, por otro lado, ser dividido por sf mismo en sub-bloques que son susceptibles de
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ser subdivisibles.
Una tal identificacion se efectua por un modulo de software EX_CO de analisis de flujo, tal como se representa en la Figura 6.
En el curso de una etapa SD1 representada en la Figura 5, el modulo EX_DO de la Figura 6 selecciona como bloque corriente Bi al primer bloque Bi a decodificar. Una tal seleccion consiste, a modo de ejemplo, en colocar un puntero de lectura en la senal F al principio de los datos del primer bloque Bi.
A continuacion, se procede a la decodificacion de cada uno de los bloques codificados seleccionados.
En la realizacion ejemplo representada en la Figura 5, una tal decodificacion se aplica sucesivamente a cada uno de los bloques codificados Bi a Bz. Los bloques se decodifican segun, a modo de ejemplo, un recorrido denominado “raster scan” bien conocido para los expertos en esta tecnica.
La decodificacion segun la invencion se pone en practica en un modulo de software de decodificacion MD_DO del decodificador DO, en la Figura 6.
En el curso de la etapa SD2, representada en la Figura 5, se procede, en primer lugar, a la decodificacion entropica del primer bloque corriente Bi que ha sido seleccionado. Una tal operacion se realiza por un modulo de decodificacion entropica DE_DO representado en la Figura 6, a modo de ejemplo de tipo CABAC. En el curso de esta etapa, el modulo DE_DO efectua una decodificacion entropica de las informaciones digitales correspondientes a la amplitud de cada uno de los datos codificados de la lista Di o de la lista modificada Dmi. En este estado operativo, solamente los signos de los datos de la lista D1 o de la lista modificada Dm1 no estan decodificados.
En el caso en donde el modulo de procesamiento MTR_DO recibe la lista Di = (ai, a2,..., ap), se procede, en el curso de una etapa SD3 representada en la Figura 5, a una decodificacion entropica clasica de todos los signos de los datos de la lista Di. Una tal decodificacion se realiza por el decodificador CABAC, designado por la referencia DE_DO en la Figura 6. A este efecto, el signo de cada dato no nulo de la lista Di es objeto de decodificacion entropica
En el caso en donde el modulo de procesamiento MTR_DO recibe lista modificada Dmi = (a'i, a'2,...a'p), se procede, en el curso de dicha etapa SD3, a la decodificacion entropica clasica de todos los signos de los datos de la lista Dmi con la excepcion del signo del primer dato no nulo a2.
En el curso de etapa SD4 representada en la Figura 5, el modulo de procesamiento MTR_DO calcula el valor de una funcion f que es representativa de los datos de la lista Dmi, de modo que se determine si el valor calculado es par o impar.
En el modo de realizacion preferido, en donde un solo signo se oculta en la senal F, la funcion f es la paridad de la suma de los datos de la lista Dmi.
En conformidad con el convenio utilizado en el codificador CO, que es el mismo que para el decodificador DO, un valor par de la suma de los datos de la lista Dmi significa que el signo del primer dato no nulo de la lista modificada Dmi es positivo, mientras que un valor impar de la suma de los datos de la lista Dmi significa que el signo del primer dato no nulo de la lista modificada Dmi es negativo.
En el ejemplo de realizacion, la suma total de los datos es par. En consecuencia, como resultado de la etapa SD4, el modulo de procesamiento MTR_DO deduce que el signo oculto del primer dato no nulo a2 es positivo.
En el curso de una etapa SD5, representada en la Figura 5, se procede a la construccion del bloque decodificado BDi. Una tal operacion se realiza por un modulo de software de reconstruccion MR_DO representado en la Figura 6.
En el curso de una etapa SD6 representada en la Figura 5, el modulo de decodificacion MD_DO verifica si el bloque corriente decodificado es el ultimo bloque identificado en la senal F.
Si el bloque corriente es el ultimo bloque de la senal F, en el curso de una etapa SD7 representada en la Figura 5, se pone fin al metodo de decodificacion.
Si no fuere el caso, se procede a la seleccion del bloque siguiente Bi, a decodificar, en conformidad con el orden de recorrido de exploracion de trama, denominada raster scan, antes citada, mediante iteracion de las etapas SDi a SD5 para i<i<Z.
A continuacion se describira, principalmente haciendo referencia a la Figura 5, otro modo de realizacion de la invencion.
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Este otro modo de realizacion se distingue del precedente solamente por el numero de signos ocultados que es ahora igual a N, siendo N un numero entero tal que N>2.
A este efecto, en el curso de la etapa SD3 antes citada, se procede a la decodificacion entropica clasica de todos los signos de los datos de la lista Dith, con la excepcion de los N signos respectivos de los primeros datos no nulos de dicha lista modificada Dith, estando dichos N signos ocultados.
En este otro modo de realizacion, el modulo de procesamiento MTR_DO calcula, en el curso de la etapa SD4, el valor de la funcion f que es el resto del modulo 2N de la suma de los datos de la lista Dith. Se supone que en la realizacion ejemplo propuesta, N=2.
El modulo de procesamiento MTR_DO deduce entonces la configuracion de los dos signos ocultados que son asignados respectivamente a cada uno de los dos primeros datos no nulos a2 y a3, segun el convenio utilizado en la decodificacion.
Una vez reconstruidos estos dos signos, se procede a la puesta en practica de las etapas SD5 a SD7 descritas con anterioridad.
Un modo de realizacion particular del metodo de decodificacion segun la invencion se describira a continuacion, en donde el metodo de decodificacion se pone en practica de manera de software o de hardware mediante modificaciones de un decodificador inicialmente conforme con la norma H.264/MPEG-4 AVC.
El metodo de decodificacion segun la invencion esta representado bajo la forma de un algoritmo que incluye las etapas D1 a D12 representadas en la Figura 7.
Segun el modo de realizacion de la invencion, el metodo de decodificacion segun la invencion se pone en practica en un dispositivo de decodificacion o decodificador DO1, tal como se representa en la Figura 8, cuyo decodificador es capaz de procesar la senal F' proporcionada por el codificador CO1 representado en la Figura 4.
En el curso de una etapa preliminar no representada en la Figura 7, se procede a la identificacion, en la senal de datos F' recibida, de las particiones B'i a B'z que han sido codificadas anteriormente por el codificador CO1. En el modo de realizacion preferido, dichas particiones son bloques que tienen una forma cuadrada y todos ellos tienen la misma magnitud. En funcion de la magnitud de la imagen que no es obligatoriamente un multiplo de la magnitud de los datos, los ultimos bloques a la izquierda y los ultimos bloques de abajo pueden no ser cuadrados. En un modo de realizacion alternativo, los bloques pueden ser, a modo de ejemplo, de forma rectangular y/o no alineados los unos con los otros.
Cada bloque o macrobloque puede, por otro lado, dividirse por sf mismo en sub-bloques que son susceptibles de subdivision.
Una tal identificacion se efectua por un modulo de software EX_DO1 de analisis de flujo, tal como se representa en la Figura 8.
En el curso de una etapa D1 representada en la Figura 7, el modulo EX_DO1 de la Figura 8 selecciona como bloque corriente B'i al primer bloque B'1, a decodificar. Una tal seleccion consiste, a modo de ejemplo, en colocar un puntero de lectura en la senal F' al principio de los datos del primer bloque B'i.
A continuacion, se procede a la decodificacion de cada uno de los bloques codificados seleccionados.
En la realizacion ejemplo representada en la Figura 7, una tal decodificacion se aplica sucesivamente a cada uno de los bloques codificados B'i a B'z. Los bloques son decodificados, segun, a modo de ejemplo, un recorrido de tipo “raster scan” bien conocido para los expertos en esta tecnica.
La decodificacion segun la invencion se pone en practica en un modulo de software de decodificacion MD_DO1 del decodificador DO1, segun se representa en la Figura 8.
En el curso de una etapa D2 representada en la Figura 7, se procede, en primer lugar a la decodificacion entropica del primer bloque corriente B'i que fue seleccionado. Una tal operacion se realiza por un modulo de decodificacion entropica DE_DO1 representado en la Figura 8, a modo de ejemplo de tipo CABAC. En el curso de esta etapa, el modulo DE_DO1 realiza una decodificacion entropica de las informaciones digitales correspondientes a la amplitud de cada uno de los coeficientes codificados de la lista E1 o de la lista modificada Eith. En este estado operativo, solamente los signos de los coeficientes de la lista E1 o de la lista modificada Eith no estan decodificados.
En el curso de una etapa D3 representada en la Figura 7, se procede a la determinacion del numero de signos susceptibles de haber sido ocultados en el curso de la etapa precedente de codificacion entropica C20. Una tal etapa D3 se realiza por un modulo de software de procesamiento MTR_DO1, tal como se representa en la Figura 8. La etapa D3 es similar a la etapa C7 antes citada de determinacion del numero de signos que ocultar.
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En el modo de realizacion preferido, el numero de signos ocultados es uno o cero. Ademas, en conformidad con dicho modo de realizacion preferido, es el signo del primer coeficiente no nulo el que es objeto de ocultacion operativa. En la realizacion ejemplo representada, se trata, por lo tanto, del signo positivo del coeficiente s2=+9.
En un modo de realizacion alternativo, el numero de signos ocultados es cero, o uno, o dos, o tres o mas.
En conformidad con el modo de realizacion preferido de la etapa D3, se procede, en el curso de una primera sub- etapa D31 representada en la Figura 7, a la determinacion, a partir de dicha lista Ei o de la lista modificada Emi, de una sub-lista que contiene los coeficientes e'1, s'2, ...., e'M en donde M<L susceptibles de haber sido modificados en la codificacion.
Una tal determinacion se realiza de la misma manera que en la etapa de codificacion C7 antes citada.
Como el modulo de procesamiento MTR_CO1 antes citado, el modulo de procesamiento MTR_DO1 esta configurado inicialmente para no modificar:
- el coeficiente o los coeficientes nulos situados antes del primer coeficiente no nulo,
- y por motivos de complejidad de calculo, el coeficiente o los coeficientes nulos situados despues del primer coeficiente no nulo.
En la realizacion ejemplo representada, como resultado de la sub-etapa D31, se trata de la sub-lista SEth tal como SEm1 = (9, -6, 0, 0, 1, 0, -1, 2, 0, 0, 1). En consecuencia, se obtienen once coeficientes susceptibles de haber sido modificados.
En el curso de una sub-etapa siguiente D32 representada en la Figura 7, el modulo de procesamiento MTR_DO1 procede a la comparacion del numero de coeficientes susceptibles de haber sido modificado con un umbral predeterminado TSIG. En el modo de realizacion preferido, TSIG tiene el valor de 4
Si el numero de coeficientes susceptibles de haber sido modificados es inferior al umbral TSIG, se procede en el curso de una etapa D4 representada en la Figura 7, a una decodificacion entropica clasica de todos los signos de los coeficientes de la lista E1. Una tal decodificacion se realiza por el decodificador CABAC, designado por la referencia DE-DO1 en la Figura 8. A este efecto, el signo de cada coeficiente no nulo de la lista E1 es objeto de decodificacion entropica.
Si el numero de coeficientes susceptibles de haber sido modificados es superior al umbral TSIG, se procede, en el curso de dicha etapa D4, a la decodificacion entropica clasica de todos los signos de los coeficientes de la lista Eth, con la excepcion del signo del primero coeficiente no nulo s2.
En el curso de una etapa D5 representada en la Figura 7, el modulo de procesamiento MTR_DO1 calcula el valor de una funcion f que es representativa de los coeficientes de la sub-lista SEth con el fin de determinar si el valor calculado es par o impar.
En el modo de realizacion preferido en donde un solo signo se oculta en la senal F', la funcion f es la paridad de la suma de los coeficientes de la sub-lista SEth.
En conformidad con el convenio utilizado para el codificador CO1, que es el mismo para el decodificador DO1, un valor par de la suma de los coeficientes de la sub-lista SEth significa que el signo del primer coeficiente no nulo de la lista modificada Eth es positivo, mientras que un valor impar de la suma de los coeficientes de la sub-lista SEth significa que el signo del primer coeficiente no nulo de la lista modificada Eth es negativo.
En la realizacion ejemplo en donde SEth = (+9, -6, 0, 0, +1, 0, -1, +2, 0, 0, +1) D5, la suma total de los coeficientes es igual a 6 y por lo tanto, es de valor par. En consecuencia, como resultado de la etapa D5, el modulo de procesamiento MTR_DO1 deduce que el signo ocultado del primer coeficiente no nulo s2 es positivo.
En el curso de una etapa D6 representada en la Figura 7, y con la ayuda de todas las informaciones digitales reconstruidas en el curso de las etapas D2, D4 y D5, se procede a la reconstruccion de los coeficientes cuantificados del bloque B'q1 en un orden predefinido. En la realizacion ejemplo representada, se trata de un recorrido en zigzag inverso al recorrido en zigzag realizado en el curso de la etapa de codificacion C6 antes citada. Una tal etapa se realiza por un modulo de software de lectura ML_DO1, tal como se representa en la Figura 8. Mas concretamente, el modulo ML_DO1 procede a la inscripcion de los coeficientes de la lista E1 (monodimensional) en el bloque B'q1 (bidimensional), utilizando dicho orden de recorrido en zigzag inverso.
En el curso de una etapa D7 representada en la Figura 7, se procede a la decuantificacion del bloque residuo cuantificado B'q1 segun una operacion clasica de decuantificacion que es la operacion inversa de la cuantificacion
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realizada en la codificacion en la etapa C5 anteriormente descrita, para obtener un bloque decuantificado decodificado BD'q1. Una tal etapa se realiza por medio de un modulo de software de decuantificacion MDQ_DO1 segun se representa en la Figura 8.
En el curso de una etapa D8 representada en la Figura 7, se procede a la transformacion inversa del bloque decuantificado BD'q1 que es la operacion inversa de la transformacion directa efectuada en la codificacion en la etapa C4 antes citada. Un bloque residuo decodificado BD'n es entonces obtenido. Una tal operacion se realiza por un modulo de software MTI_DO1 de transformada inversa, tal como se representa en la Figura 8.
En el curso de una etapa D9 representada en la Figura 7, se procede a la decodificacion predictiva del bloque corriente B'1. Una tal decodificacion predictiva se realiza clasicamente mediante tecnicas conocidas de prediccion intra y/o inter, en cuyo curso el bloque B'1 es objeto de prediccion con respecto a por lo menos un bloque anteriormente decodificado. Una tal operacion se realiza por un modulo de decodificacion predictiva PRED_DO1 tal como se representa en la Figura 8.
Por supuesto, son posibles otros modos de prediccion intra tal como los propuestos en la norma H.264.
En el curso de esta etapa, la decodificacion predictiva se realiza con la ayuda de los elementos de sintaxis decodificados en la etapa precedente y que comprenden, en particular, el tipo de prediccion (inter o intra) y si fuere el caso, el modo de prediccion intra, el tipo de division de un bloque o macrobloque si este ultimo fue subdividido, el mdice de imagen de referencia y el vector de desplazamiento utilizados en el modo de prediccion inter.
Dicha etapa de decodificacion predictiva antes citada permite construir un bloque de prediccion B'p1.
En el curso de una etapa D10 representada en la Figura 7, se procede a la construccion del bloque decodificado BD'1 anadiendo al bloque de prediccion B'p1 el bloque residuo decodificado BD'n. Una tal operacion se realiza por un modulo de software de reconstruccion MR_DO1 representado en la Figura 8.
En el curso de una etapa D11 representada en la Figura 7, el modulo de decodificacion MD_DO1 verifica si el bloque corriente decodificado es el ultimo bloque identificado en la senal F'.
Si el bloque corriente es el ultimo bloque de la senal F', en el curso de una etapa D12 representada en la Figura 7, se pone fin al metodo de decodificacion.
Si no fuere el caso, se procede a la seleccion del bloque siguiente B'i a decodificar en conformidad con el orden de recorrido de tipo raster scan antes citado mediante iteracion de las etapas D1 a D10 para 1<i<Z.
Se describira a continuacion, principalmente haciendo referencia a la Figura 7 otro modo de realizacion de la invencion.
Este otro modo de realizacion se distingue del anterior solamente por el numero de coeficientes ocultados que es 0 o N, siendo N un numero entero tal que N>2.
A este efecto, la sub-etapa de comparacion D32 antes citada se sustituye por la sub-etapa D32a representada en puntos en la Figura 7, en cuyo curso se procede a la comparacion del numero de coeficientes susceptibles de haber sido modificados con varios umbrales predeterminados 0<TSIG_1<TSIG_2<TSIG_3..., de tal manera que si el numero de dichos coeficientes esta incluido entre TSIG_N y TSIG_N+1, N signos han sido objeto de ocultacion.
Si el numero de dichos coeficientes es inferior al primer umbral TSIG_1, se procede, en el curso de la etapa D4 antes citada, a la decodificacion entropica clasica de todos los signos de los coeficientes de la lista E1. A este efecto, el signo de cada coeficiente no nulo de la lista E1 es objeto de decodificacion entropica.
Si el numero de dichos coeficientes esta incluido entre el umbral TSIG_N y TSIG_N+1, se procede, en el curso de la etapa D4 antes citada, a la decodificacion entropica clasica de todos los signos de los coeficientes de la lista E1, con la excepcion de los N signos respectivos de los primeros coeficientes no nulos de dicha lista modificada Eith, siendo los N signos citados objeto de ocultacion.
En este otro modo de realizacion, el modulo de entrada MTR_DO1 calcula, en el curso de la etapa D5, el valor de la funcion f que es el resto del modulo 2N de la suma de los coeficientes de la sub-lista SEth. Se supone que en la realizacion ejemplo propuesta, N=2.
El modulo de procesamiento MTR_DO1 deduce entonces la configuracion de los dos signos ocultados que se asigna respectivamente a cada uno de los dos primeros coeficientes no nulos s2 y s3, segun el convenio utilizado en la codificacion.
Una vez reconstruidos estos dos signos, se procede a la realizacion de las etapas D6 a D12 anteriormente descritas.
Se supone que los modos de realizacion que han sido anteriormente descritos han sido dados a tftulo meramente indicativo y no limitativo y que pueden aportarse facilmente numerosas modificaciones por un experto en esta tecnica sin por ello desviarse del alcance de proteccion de la invencion.
As^ a modo de ejemplo, segun un modo de realizacion simplificado con respecto al representado en la Figura 4, el codificador CO1 podna configurarse para que oculte al menos N' signos predeterminados, con N'>1, en lugar de ser 0, 1 o N signos predeterminados. En este caso, la etapa de comparacion C72 o C72a sena suprimida. De forma correspondiente, segun un modo de realizacion simplificado con respecto al representado en la Figura 8, el 10 decodificador DO1 estana configurado para reconstruir N' signos predeterminados en lugar de ser 0, 1 o N signos predeterminados. En este caso, la etapa de comparacion D32 o D32a sena suprimida. Ademas, el criterio de decision aplicado en la etapa de codificacion C72 y en la etapa de decodificacion D32, se podna sustituir por otro tipo de criterio. A este efecto, en lugar de comparar con un umbral el numero de coeficientes modificables o el numero de coeficientes susceptibles de haber sido modificados, el modulo de procesamiento MTR_CO1 o 15 MTR_DO1 podna aplicar un criterio de decision que sea, respectivamente, funcion de la suma de las amplitudes de los coeficientes modificables o susceptibles de haber sido modificados o tambien, del numero de ceros presentes entre los coeficientes modificables o susceptibles de haber sido modificados.
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Claims (3)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Un metodo de decodificacion de una senal de datos representativa de al menos una imagen dividida en particiones que fue precedentemente codificada, comprendiendo las particiones una particion corriente (Bi) a 5 decodificar que contiene datos de los que al menos a un dato se le asigna un signo, siendo los datos los coeficientes de transformacion directa cuyo metodo de decodificacion comprende:
    - decodificacion entropica (D2) de la primera particion corriente (Bi),
    - determinacion (D3) sobre la base de datos decodificados no nulos de la particion corriente, si el signo de al menos un dato esta memorizado,
    10 - calculo (D5) del valor de paridad de una suma de datos decodificados de la particion corriente (Bi), estando el
    metodo de decodificacion caracterizado por la obtencion, a partir de dicho valor de paridad, del valor de dicho signo, si la paridad de la suma de los datos tiene un primer valor cuyo signo es positivo y si la paridad de la suma de los datos tiene un segundo valor cuyo signo es negativo.
    15 2. El metodo de decodificacion segun la reivindicacion 1, en donde un modulo de tratamiento (MTR_D01) deduce
    que el signo memorizado del primer coeficiente no nulo (e2) es positivo.
  2. 3. El metodo de decodificacion segun la reivindicacion 1, en donde el modulo de tratamiento (MTR_D01) calcula el valor de una funcion f que es representativa de los coeficientes de una sub-lista de forma que se determine si el
    20 valor calculado es par o impar.
  3. 4. El metodo de decodificacion segun la reivindicacion 1, en el curso del cual una pluralidad de valores asociados respectivamente a una pluralidad (N) de signos se obtiene a partir de dicho valor calculado.
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