ES2625334T3 - Método de codificación de vídeo, método de descodificación de vídeo, aparato de codificación de vídeo, aparato de descodificación de vídeo, programa de codificación de vídeo y programa de descodificación de vídeo - Google Patents

Método de codificación de vídeo, método de descodificación de vídeo, aparato de codificación de vídeo, aparato de descodificación de vídeo, programa de codificación de vídeo y programa de descodificación de vídeo Download PDF

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ES2625334T3 ES10180810.3T ES10180810T ES2625334T3 ES 2625334 T3 ES2625334 T3 ES 2625334T3 ES 10180810 T ES10180810 T ES 10180810T ES 2625334 T3 ES2625334 T3 ES 2625334T3
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Abstract

Un método de descodificación de una secuencia de imágenes codificadas, comprendiendo el método etapas implementadas por ordenador realizadas mediante un procesador de un sistema informático para implementar las siguientes etapas: recibir las imágenes codificadas, un tiempo de descodificación de cada una de las imágenes codificadas, y sintaxis de tiempo de retraso asociadas respectivamente con las imágenes codificadas, en el que las sintaxis de tiempo de retraso representan al menos un tiempo de retraso máximo que está provocado por predicción hacia atrás definido de manera única para las imágenes codificadas individuales; descodificar las imágenes codificadas recibidas para dar imágenes descodificadas, basándose en el tiempo de descodificación recibido; mantener al menos alguna de las imágenes descodificadas en una memoria intermedia de imágenes descodificadas antes de emitir al menos alguna de las imágenes descodificadas desde la memoria intermedia de imágenes descodificadas en respectivos tiempos de emisión, en el que la memoria intermedia de imágenes descodificadas mantiene al menos una imagen descodificada usada como referencia para descodificar al menos una de las imágenes codificadas; y calcular los respectivos tiempos de emisión de la imagen descodificada, basándose en el respectivo tiempo de descodificación y los respectivos tiempos de retraso máximos.

Description

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DESCRIPCION
Metodo de codificacion de v^deo, metodo de descodificacion de v^deo, aparato de codificacion de v^deo, aparato de descodificacion de v^deo, programa de codificacion de video y programa de descodificacion de video
Antecedentes de la invencion
Campo de la invencion
La presente invencion se refiere a un metodo de descodificacion de video y a un aparato de descodificacion de video.
Tecnica anterior relacionada
Se usan tecnicas de codificacion de senal de video para transmision y almacenamiento-regeneracion de senales de video. Las tecnicas bien conocidas incluyen, por ejemplo, los metodos de codificacion de video de normas internacionales tales como la recomendacion ITU-T H.263 (a continuacion en el presente documento denominada H.263), la norma internacional ISO/IEC 14496-2 (MPEG-4 Visual, a continuacion en el presente documento denominada MPEG-4), etc.. Otro metodo de codificacion mas nuevo conocido es un metodo de codificacion de video previsto para cumplir la normalizacion internacional mediante ITU-T e ISO/IEC; la recomendacion ITU-T H.264 y la norma internacional ISO/IEC 14496-10 (Proyecto de Comite Final Comun de Especificacion de Video Comun, a continuacion en el presente documento denominada H.26L).
El documento US 6205177 divulga un metodo de descodificacion de una secuencia de imagenes codificadas, comprendiendo el metodo etapas implementadas por ordenador realizadas mediante un procesador de un sistema informatico para implementar las etapas de recibir las imagenes codificadas, un tiempo de descodificacion de cada una de las imagenes codificadas; descodificar las imagenes codificadas recibidas en imagenes descodificadas, basandose en el tiempo de descodificacion recibido; mantener al menos alguna de las imagenes descodificadas en una memoria intermedia de imagenes descodificadas antes de emitir al menos alguna de las imagenes descodificadas desde la memoria intermedia de imagenes descodificadas en tiempos de emision respectivos, en el que la memoria intermedia de imagenes descodificadas mantiene al menos una imagen descodificada usada como referencia para descodificar al menos una de las imagenes codificadas; y calcular los tiempos de emision respectivos de la imagen descodificada.
Debido a que una senal de video en movimiento consiste en una serie de imagenes (tramas) que vanan poco a poco con el tiempo, es una practica comun en estos metodos de codificacion de video implementar prediccion inter- tramas entre una trama recuperada como un objetivo para la codificacion (trama actual) y otra trama (trama de referencia) y de ese modo se reduce la redundancia temporal en la senal de video. En este caso, cuando la prediccion inter-tramas se lleva a cabo entre la trama actual y una trama de referencia menos diferente de la trama actual, la redundancia puede reducirse mas y puede aumentarse la eficacia de codificacion.
Por este motivo, tal como se muestra en la figura 6, la trama de referencia para la trama A1 actual puede ser o bien una trama A0 temporalmente anterior o bien una trama A2 temporalmente posterior con respecto a la trama A1 actual. La prediccion con la trama anterior se denomina prediccion hacia delante, mientras que la prediccion con la trama posterior se denomina prediccion hacia atras. Prediccion bidireccional se define como una prediccion en la que se selecciona arbitrariamente uno de los dos metodos de la prediccion, o como una prediccion en la que se usan simultaneamente ambos metodos.
En general, con el uso de tal prediccion bidireccional, tal como en el ejemplo mostrado en la figura 6, una trama temporalmente anterior como una trama de referencia para la prediccion hacia delante y una trama temporalmente posterior como una trama de referencia para la prediccion hacia atras se almacenan previamente antes de la trama actual.
Las figuras 7A y 7B son diagramas que muestran (A) la descodificacion y (B) la emision de las tramas en el caso de la prediccion bidireccional mostrada en la figura 6. Por ejemplo, en la descodificacion de MPEG-4, cuando la trama A1 actual se descodifica mediante prediccion bidireccional inter-tramas, siendo la trama A0 una trama temporalmente anterior y siendo la trama A2 una trama temporalmente posterior con respecto a la trama A1 actual se descodifican en primer lugar como tramas descodificadas mediante prediccion inter-tramas sin uso de la prediccion inter-tramas o como tramas descodificadas mediante prediccion hacia delante inter-tramas, antes de la descodificacion de la trama A1 actual, y se retienen como tramas de referencia. Tras ello, la trama A1 actual se descodifica mediante prediccion bidireccional usando estas dos tramas A0, A2 retenidas de ese modo (figura 7A).
En este caso, por tanto, el orden de tiempos de descodificacion de la trama temporalmente posterior de referencia A2 y la trama A1 actual es inverso al orden de tiempos de emision de sus respectivas imagenes descodificadas. Cada una de estas tramas A0, A1, y A2 esta unida con informacion de tiempo de emision 0, 1, o 2, y por tanto puede conocerse la secuencia temporal de las tramas segun esta informacion. Por este motivo, las imagenes
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descodificadas se emiten en el orden correcto (figura 7B). En MPEG-4, la informacion de tiempo de emision esta descrita como valores absolutos.
Algunos de los metodos de codificacion de video recientes permiten que la prediccion inter-tramas anterior se lleve a cabo usando tramas de referencia multiples, en lugar de una trama de referencia en el sentido hacia delante y una trama de referencia en el sentido hacia atras, para permitir la prediccion a partir de una trama con un cambio mas pequeno de la trama actual, tal como se muestra en la figura 8. La figura 8 muestra un ejemplo que usa dos tramas B0, B1 temporalmente anteriores y dos tramas B3, B4 temporalmente posteriores con respecto a la trama B2 actual, como tramas de referencia para la trama B2 actual.
Las figuras 9A y 9B son diagramas que muestran (A) la descodificacion y (B) la emision de las tramas en el caso de la prediccion bidireccional mostrada en la figura 8. Por ejemplo, en la descodificacion de H.26L, una pluralidad de tramas de referencia puede retenerse dentro de un intervalo hasta un lfmite superior predeterminado del numero de tramas de referencia y, en el caso de llevar a cabo la prediccion inter-tramas, una trama de referencia optima se designa arbitrariamente entre ellas. En este caso, en el que la trama B2 actual se descodifica como una trama predicha de manera bidireccional, las tramas de referencia se descodifican en primer lugar antes de la descodificacion de la trama B2 actual; las tramas de referencia incluyen una pluralidad de tramas temporalmente anteriores (por ejemplo, dos tramas B0, B1) y una pluralidad de tramas temporalmente posteriores (por ejemplo, dos tramas B3, B4) con respecto a la trama B2 actual, que estan descodificadas y retenidas como tramas de referencia. La trama B2 actual puede predecirse a partir de una trama designada arbitrariamente como la usada para la prediccion entre esas tramas B0, B1, B3, y B4 (figura 9A).
En este caso, por tanto, el orden de tiempos de descodificacion de las tramas B3, B4 de referencia temporalmente posteriores y la trama B2 actual se vuelve inverso al orden de sus respectivos tiempos de emision. Cada una de estas tramas B0-B4 esta unida con informacion de tiempo de emision o informacion 0-4 de orden de emision, y la secuencia temporal de las tramas puede conocerse segun esta informacion. Por este motivo, las imagenes descodificadas se emiten en el orden correcto (figura 9B). La informacion de tiempo de emision se describe a menudo como valores absolutos. El orden de emision se usa cuando los intervalos de trama son constantes.
Para llevar a cabo la descodificacion mediante la prediccion hacia atras usando tramas temporalmente posteriores como tramas predictivas, es necesario cumplir la condicion de que la descodificacion de las tramas temporalmente posteriores este completa antes de la descodificacion de la trama actual para que esten disponibles como tramas predictivas. En este caso, se provoca un retraso antes de que la imagen descodificada de la trama actual se vuelva disponible, en comparacion con una trama a la que no se aplica la prediccion hacia atras.
Esto se describira espedficamente a continuacion con referencia a las figuras 10A a 10C. Las figuras 10A a 10C corresponden al ejemplo mostrado en las figuras 6, 7A, y 7B. En primer lugar, se descodifican datos codificados de cada trama A0-A2 en un orden necesario para la ejecucion de la prediccion inter-tramas, y se supone que los intervalos de las tramas son intervalos de tiempo constantes segun una velocidad de trama y que el tiempo necesario para la operacion de descodificacion es despreciable para cada trama A0-A2, independientemente de si la prediccion inter-tramas se aplica e independientemente de los sentidos de la prediccion inter-tramas (figura 10A). En la practica, los intervalos de descodificacion de las tramas A0-A2 no tienen que ser constantes y pueden cambiar dependiendo de factores tales como la variacion en bits de codificacion de las tramas A0-A2 o similar; sin embargo, puede suponerse que son constantes en promedio. El tiempo necesario para la operacion de descodificacion tampoco es nulo, pero no planteara un problema importante en la descripcion a continuacion en el presente documento si la diferencia del mismo no es demasiado grande entre las tramas A0-A2.
Se supone en el presente documento que un tiempo en el que se obtiene una imagen descodificada de trama A0 sin retraso debido a la prediccion hacia atras y sin inversion de los ordenes de tiempos de descodificacion y tiempos de emision con respecto a cualquier otra trama (una trama sin retraso y sin inversion se denominara a continuacion en el presente documento trama no asociada con prediccion hacia atras) se define como un tiempo de emision correlacionado con la imagen descodificada, y la imagen descodificada se emite en el tiempo de emision. Suponiendo que la trama posterior es la trama A1 predicha hacia atras, la imagen descodificada de la misma se descodificara despues de la trama A2 temporalmente posterior, y se da por tanto un retraso antes de que se obtenga la imagen descodificada.
Por este motivo, si el tiempo en el que se obtiene la imagen descodificada para la trama A0 no asociada con prediccion hacia atras se define como una referencia de tiempo de emision, la imagen descodificada de la trama A1 predicha hacia atras no se obtiene mediante el tiempo de emision correlacionado con la misma (figura 10B). Concretamente, un intervalo de tiempo de emision entre la imagen descodificada de la trama A0 no asociada con prediccion hacia atras y la imagen descodificada de la trama A1 predicha hacia atras se vuelve mas largo debido al tiempo de retraso necesario para la ejecucion de la prediccion hacia atras que el intervalo original, lo cual lleva a una emision de video forzada.
Por tanto, en el caso en el que se aplica la prediccion hacia atras inter-tramas en codificacion de video, tal como se muestra en la figura 10C, es necesario retrasar previamente el tiempo de emision de la imagen descodificada de la
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trama A0 no asociada con prediccion hacia atras el tiempo de retraso necesario para la ejecucion de la prediccion hacia atras as^ como para permitir manejar de manera correcta el intervalo de tiempo de emision para la trama A1 predicha hacia atras.
Habitualmente, la prediccion hacia atras inter-tramas se aplico a la codificacion de video bajo las condiciones en las que se llevaba a cabo la codificacion a una alta tasa de bits y la velocidad de trama fija de 30 tramas/segundo al igual que las de senales de radiodifusion de television que se usaban siempre, como radiodifusion o acumulacion de television de las mismas, debido a que la prediccion hacia atras inter-tramas lleva a mas opciones para la prediccion y por tanto a un incremento de complejidad computacional, lo cual hace la implementacion de la misma diffcil en un equipo simple y debido a que no se deseaba el incremento de tiempo de retraso en comunicacion en tiempo real que conlleva interlocucion bidireccional como conferencias de video.
En este caso, por ejemplo, como en MPEG-4, en el que se usa una trama temporalmente posterior como trama de referencia para la prediccion hacia atras, el tiempo de retraso necesario en ejecucion de la prediccion hacia atras es constante. Por ejemplo, cuando la velocidad de trama es de 30 tramas/segundo tal como se describio anteriormente, el tiempo de retraso es un intervalo de tiempo de cada trama, es decir, de 1/30 segundo. Por consiguiente, el tiempo que debe retrasarse el tiempo de emision de la imagen descodificada de la trama no asociada con prediccion hacia atras puede establecerse de igual manera a 1/30 segundo.
Sumario de la invencion
En los ultimos anos, sin embargo, siguiendo la mejora en rendimiento informatico y el progreso en diversificacion de servicios de video, el retraso es tolerable en envfo de video a traves de Internet y comunicaciones moviles, y se ha aumentado el uso de codificacion de video que requiere codificacion a baja tasa de bits. Para implementar la codificacion a baja tasa de bits, se aplican velocidades de trama mas pequenas de 30 tramas/segundo, o se usan velocidades de trama variables para cambiar de manera dinamica la velocidad de trama con el fin de controlar la tasa de bits de codificacion.
En tal codificacion de video, en la que se aplica la anteriormente mencionada prediccion hacia atras con el fin de incrementar mas la eficacia de codificacion, el tiempo de retraso debido a la prediccion hacia atras no es siempre 1/30 segundo tal como se usaba anteriormente. En la aplicacion de velocidades de trama variables, las velocidades de trama no son constantes. Por ejemplo, en el caso en el que se use una pequena velocidad de trama sobre una base temporal, el intervalo de tiempo de cada trama se vuelve grande, y por tanto el tiempo que debe retrasarse el tiempo de emision de la imagen descodificada de la trama no asociada con prediccion hacia atras no se determina de manera unica. Por este motivo, se vuelve inviable manejar de manera correcta el intervalo de tiempo de emision entre la imagen descodificada de la trama no asociada con prediccion hacia atras y la imagen descodificada de la trama predicha hacia atras.
En este caso, existen posibles medios en los que un tiempo de retraso grande permisible esta permitido previamente para la prediccion hacia atras y en los que el tiempo de emision de la imagen descodificada de la trama no asociada con prediccion hacia atras se retrasa siempre por este tiempo de retraso, manejando de manera correcta de ese modo el intervalo de tiempo de emision relativo a la imagen descodificada de la trama predicha hacia atras. En este caso, sin embargo, se anade siempre el retraso grande al tiempo de emision de la imagen descodificada, independientemente del tiempo de retraso en la prediccion hacia atras practica.
Cuando se usan tramas de referencia multiples en la prediccion hacia atras como en H.26L, la descodificacion de todas las tramas de referencia que son tramas temporalmente posteriores debe completarse antes de la descodificacion de la trama actual. Esto aumenta ademas el tiempo de retraso necesario para la ejecucion de la prediccion hacia atras.
En este caso, debido a que el numero de tramas de referencia usadas en la prediccion hacia atras se determina de manera unica como un numero de tramas temporalmente posteriores para la trama actual, que se descodificaron antes de la trama actual, el numero de tramas de referencia puede cambiarse opcionalmente dentro del intervalo hasta el lfmite superior predeterminado del numero de tramas de referencia maximo.
Por ejemplo, suponiendo que el lfmite superior del numero de tramas de referencia es 4, el numero de tramas de referencia usado en la prediccion hacia atras puede ser 2 tal como se muestra en la figura 8, o 1 tal como se muestra en la figura 11A, o 3 tal como se muestra en la figura 11B. Debido a que el numero de tramas de referencia puede cambiarse de esta manera, el tiempo de retraso necesario para la ejecucion de la prediccion hacia atras puede variar enormemente. Esto lleva a un fallo en el manejo de manera correcta del intervalo de tiempo de emision entre la imagen descodificada de la trama no asociada con prediccion hacia atras y la imagen descodificada de la trama predicha hacia atras.
En este caso, debido a que el numero de tramas de referencia maximo que puede usarse en la prediccion hacia atras no supera el lfmite superior del numero de tramas de referencia, el tiempo de retraso segun el lfmite superior del numero de tramas de referencia es un tiempo de retraso maximo que puede realizarse en ejecucion de la
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prediccion hacia atras. Por tanto, si el tiempo de emision de la imagen descodificada de la trama no asociada con prediccion hacia atras siempre se retrasa este tiempo de retraso, puede manejarse el intervalo de tiempo de emision relativo a la imagen descodificada de la trama predicha hacia atras de manera correcta.
En este caso, sin embargo, se anade un retraso grande siempre al tiempo de emision de la imagen descodificada, independientemente del numero de tramas de referencia usadas realmente para la trama predicha hacia atras. En la aplicacion de velocidades de trama variables tal como se describio anteriormente, mientras que el numero de tramas de referencia maximo puede determinarse de manera unica, el tiempo de retraso maximo no puede determinarse de manera unica.
Hasta ahora, en la aplicacion de la prediccion hacia atras para la codificacion de video, era inviable determinar de manera unica el tiempo de retraso necesario para la ejecucion de la prediccion hacia atras, excepto el caso en el que usar una velocidad de trama fija estaba claro. Esto daba como resultado un fallo en el manejo de manera correcta del intervalo de tiempo de emision entre la imagen descodificada de la trama no asociada con prediccion hacia atras y la imagen descodificada de la trama predicha hacia atras, planteando por tanto el problema de que la emision de video se volviera forzada.
En el caso en el que se usan tramas de referencia multiples en la prediccion hacia atras, tambien puede cambiarse el numero de tramas de referencia, lo cual posiblemente vana el tiempo de retraso. Por tanto, existe el problema del fallo en el manejo de manera correcta del intervalo de tiempo entre la imagen descodificada de la trama no asociada con prediccion hacia atras y la imagen descodificada de la trama predicha hacia atras. En el caso en el que el tiempo de retraso maximo se suponga siempre con el proposito de afrontar este problema, esto hace surgir el problema de que se anade siempre el retraso grande al tiempo de emision de la imagen descodificada.
La presente invencion se ha realizado con el fin de resolver los problemas anteriores, y un objeto de la invencion es proporcionar un metodo de descodificacion de video y un aparato de descodificacion de video que sea capaz de lograr la emision de imagenes descodificadas en intervalos de tiempo apropiados cuando se emplea prediccion hacia atras inter-tramas.
El objeto de la invencion se logra mediante las reivindicaciones 1 y 2.
Breve descripcion de los dibujos
La figura 1 es un diagrama de bloques que muestra la estructura esquematica del aparato de codificacion de video, aparato de descodificacion de video, y sistema de procesamiento de video.
La figura 2 es un diagrama que muestra un ejemplo de codificacion de tramas en caso de llevarse a cabo prediccion bidireccional.
La figura 3 es un diagrama de bloques que muestra un ejemplo de la configuracion del aparato de codificacion de video.
La figura 4 es un diagrama de bloques que muestra un ejemplo de la configuracion del aparato de descodificacion de video.
Las figuras 5A y 5B son diagramas que muestran (A) la descodificacion y (B) la emision de tramas en caso de llevarse a cabo la prediccion bidireccional mostrada en la figura 2.
La figura 6 es un diagrama que muestra codificacion de tramas en caso de llevarse a cabo prediccion bidireccional.
Las figuras 7A y 7B son diagramas que muestran (A) la descodificacion y (B) la emision de tramas en caso de llevarse a cabo la prediccion bidireccional mostrada en la figura 6.
La figura 8 es un diagrama que muestra codificacion de tramas en caso de llevarse a cabo prediccion bidireccional.
Las figuras 9A y 9B son diagramas que muestran (A) la descodificacion y (B) la emision de tramas en caso de llevarse a cabo la prediccion bidireccional mostrada en la figura 8.
Las figuras 10A a 10C son diagramas que muestran (A) la descodificacion, (B) la emision, y (C) la emision retrasada de tramas en caso de llevarse a cabo prediccion bidireccional.
Las figuras 11A y 11B son diagramas que muestran codificacion de tramas en caso de llevarse a cabo prediccion bidireccional.
Descripcion de las realizaciones preferidas
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Las realizaciones preferidas del metodo de codificacion de video y aparato de descodificacion de v^deo segun la presente invencion se describiran a continuacion en detalle con referencia a los dibujos. Los mismos elementos se designaran con los mismos sfmbolos de referencia a lo largo de toda la descripcion de los dibujos, sin descripcion redundante de los mismos.
En primer lugar, se describira esquematicamente la codificacion y descodificacion de imagen en movimiento en la presente invencion. La figura 1 es un diagrama de bloques que muestra la estructura esquematica del aparato de codificacion de video, el aparato de descodificacion de video y el sistema de procesamiento de video segun la presente invencion. El sistema de procesamiento de video se compone del aparato 1 de codificacion de video y el aparato 2 de descodificacion de video. El aparato 1 de codificacion de video, el aparato 2 de descodificacion de video y el sistema de procesamiento de video se describiran a continuacion junto con el metodo de codificacion de video y el metodo de descodificacion de video ejecutados en los mismos.
El aparato 1 de codificacion de video es un dispositivo configurado para codificar datos D0 de video que consisten en una serie de imagenes (tramas) y datos D1 codificados de salida, para la transmision, para el almacenamiento y la regeneracion de imagenes en movimiento. El aparato 2 de descodificacion de video es un dispositivo configurado para descodificar datos D1 codificados de entrada para generar datos D2 de imagen en movimiento descodificados que consisten en una serie de tramas. El aparato 1 de codificacion de video y el aparato 2 de descodificacion de video estan conectados mediante una lmea de transmision de datos por cable o inalambrica predeterminada, con el proposito de transmitir datos necesarios, tales como los datos D1 codificados y otros.
En la codificacion de la imagen en movimiento llevada a cabo en el aparato 1 de codificacion de video, tal como se describio anteriormente, se lleva a cabo la prediccion inter-tramas entre una trama de datos D0 de video introducida como un objetivo para la codificacion, y otra trama como una trama de referencia, reduciendo de ese modo la redundancia en los datos de video. En el sistema de procesamiento de video mostrado en la figura 1, el aparato 1 de codificacion de video lleva a cabo la prediccion hacia atras inter-tramas a partir de una trama temporalmente posterior para la prediccion inter-tramas. Ademas, este aparato 1 de codificacion de video emite el tiempo de retraso maximo que esta provocado por la prediccion hacia atras, ademas de los datos D1 codificados.
En correspondencia con tal aparato 1 de codificacion de video, el aparato 2 de descodificacion de video esta configurado para efectuar la entrada del tiempo de retraso maximo que esta provocado por la prediccion hacia atras, ademas de los datos D1 codificados del aparato 1 de codificacion de video. A continuacion, el aparato 2 de descodificacion de video descodifica los datos D1 codificados con referencia al tiempo de retraso maximo de entrada para generar los datos D2 de video.
Mediante el aparato 1 de codificacion de video y el metodo de codificacion de video configurado para emitir el tiempo de retraso maximo, el aparato 2 de descodificacion de video y el metodo de descodificacion de video configurados para efectuar la entrada del tiempo de retraso maximo, y el sistema de procesamiento de video equipado con estos aparatos 1, 2, que estan adaptados para la prediccion hacia atras inter-tramas tal como se describio anteriormente, se vuelve viable lograr la emision de imagenes descodificadas en intervalos de tiempo apropiados en ejecucion de la prediccion inter-tramas usando la prediccion hacia atras inter-tramas.
Sobre el tiempo de retraso maximo emitido en la codificacion de video, por ejemplo, puede definirse el tiempo de retraso maximo como una diferencia de tiempo entre un tiempo de aparicion de una trama que va a someterse a la prediccion hacia atras inter-tramas y un tiempo de aparicion de una trama posterior temporalmente ultima que puede usarse como una trama de referencia para la prediccion hacia atras.
En cuanto al tiempo de retraso maximo introducido en la descodificacion de video, por ejemplo, el tiempo de retraso maximo (a continuacion en el presente documento denominado dpb_output_delay) puede definirse como una diferencia de tiempo entre un tiempo de descodificacion de una trama sin retraso debido a la prediccion hacia atras inter-tramas y sin inversion de ordenes de tiempos de descodificacion y tiempos de emision con respecto a otra trama (el tiempo de descodificacion se denominara a continuacion en el presente documento Tr) y un tiempo de emision de imagen descodificada correlacionada con la trama pertinente (el tiempo de emision se denominara a continuacion en el presente documento To). En este caso se establece, preferiblemente, una referencia para los tiempos de emision de imagen descodificada tras a partir de ah basandose en el tiempo de retraso maximo.
La aplicacion del tiempo de retraso maximo puede ser un metodo de aplicacion a la totalidad de datos codificados o un metodo de aplicacion a cada trama. Otro metodo de aplicacion es un metodo de aplicacion del tiempo de retraso maximo a cada una de las tramas posteriores a la comunicacion de la informacion del tiempo de retraso maximo, es decir, a la trama para la que se indica el tiempo de retraso maximo y a cada una de las tramas temporalmente posteriores a esta trama. La emision, introduccion, aplicacion, etc. del tiempo de retraso maximo en estos metodos se detallara espedficamente mas adelante.
El procesamiento correspondiente al metodo de codificacion de video ejecutado en el aparato 1 de codificacion de video anterior puede confirmarse mediante el programa de codificacion de video para autorizar a un ordenador a ejecutar la codificacion de video. El procesamiento correspondiente al metodo de descodificacion de video ejecutado
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en el aparato 2 de descodificacion de v^deo puede confirmarse mediante el programa de descodificacion de v^deo para autorizar a un ordenador a ejecutar la descodificacion de video.
Por ejemplo, el aparato 1 de codificacion de video puede estar formado por una CPU conectada a una ROM que almacena programas de software necesarios para operaciones de codificacion de video respectivas y una RAM que guarda temporalmente datos durante la ejecucion de un programa. En esta configuracion, el aparato 1 de codificacion de video puede confirmarse autorizando a la CPU a ejecutar el programa de codificacion de video predeterminado.
De manera similar, el aparato 2 de descodificacion de video puede estar formado por una CPU conectada a una ROM que almacena programas de software necesarios para operaciones de descodificacion de video respectivas y una rAm que guarda temporalmente datos durante la ejecucion de un programa. En esta configuracion, el aparato 2 de descodificacion de video puede confirmarse autorizando a la CPU a ejecutar el programa de descodificacion de video predeterminado.
El programa anteriormente senalado puede distribuirse para autorizar a la CPU a ejecutar los procedimientos para la codificacion de video o para la descodificacion de video de forma que se graba en medios de grabacion legibles por ordenador. Tales medios de grabacion incluyen, por ejemplo, medios magneticos tales como discos duros y discos flexibles, medios opticos tal como CD-ROM y DVD-ROM, medios magneto-opticos tales como discos flopticos, o dispositivos de hardware, por ejemplo, tales como RAM, ROM, y memorias no volatiles semiconductoras, montadas especialmente para ejecutar o almacenar comandos de programa.
El aparato de codificacion de video, el aparato de descodificacion de video, el sistema de procesamiento de video dotado de los mismos mostrado en la figura 1, y el metodo de codificacion de video y el metodo de descodificacion de video correspondientes al mismo se describiran con realizaciones espedficas. La descripcion siguiente en el presente documento se basara en la suposicion de que las operaciones de codificacion y descodificacion de video en movimiento estan implementadas basandose en H.26L, y partes no descritas espedficamente sobre la operacion en codificacion de video seran conforme a la operacion en H.26L. Sin embargo, ha de observarse que la presente invencion no se limita a H.26L.
(Primera realizacion)
En primer lugar, se describira la primera realizacion de la presente invencion. La presente realizacion describira una forma realizada de codificacion a una velocidad de trama fija. En la codificacion segun la presente realizacion, el numero de tramas de referencia maximo usado para la prediccion hacia atras se determina en primer lugar, tras ello se calcula el tiempo de retraso maximo a partir de este numero de tramas de referencia maximo y la velocidad de trama usada en codificacion, y entonces se emite el tiempo de retraso maximo. En la descodificacion segun la presente realizacion, en el caso de descodificar una trama no asociada con prediccion hacia atras, un tiempo de emision de una imagen descodificada de la misma se retrasa el tiempo de retraso maximo de entrada. Tras ello, se aplica el tiempo de retraso al tiempo de emision de manera uniforme a cada trama, para impedir que el intervalo de tiempo de emision entre la imagen descodificada de la trama no asociada con prediccion hacia atras y la imagen descodificada de la trama predicha hacia atras se desvfe del intervalo original.
En la codificacion, debido a que el lfmite superior del numero de tramas de referencia usado se determina previamente, el numero de tramas de referencia maximo usado para la prediccion hacia atras se determina en primer lugar dentro del intervalo que no supera el lfmite superior. A continuacion, basandose en la velocidad de trama usada para la codificacion, que tambien se determina previamente, se calcula el tiempo de retraso maximo como un intervalo de tiempo de una trama o dos o mas tramas segun el numero de tramas de referencia maximo usado para la prediccion hacia atras.
La figura 2 es un diagrama que muestra un ejemplo de codificacion de una trama en ejecucion de la prediccion bidireccional. En el presente documento, la figura 2 muestra el ejemplo en el que las tramas de referencia usadas para la trama F2 actual son dos tramas F0, F1 temporalmente anteriores antes de la trama F2 actual y dos tramas F3, F4 temporalmente posteriores despues de la trama F2 actual.
En el caso de que el numero de tramas de referencia maximo usado para la prediccion hacia atras sea de 2 y de que la velocidad de trama sea de 15 tramas/segundo, tal como se muestra en la figura 2, el intervalo de tiempo de una trama es de 1/15 segundos. En este caso, por tanto, el tiempo de retraso maximo es 2 x (1/15) = 2/15 segundos.
En la operacion de codificacion, se controla la codificacion de cada trama a continuacion en el presente documento para no llevar a cabo la prediccion hacia atras que requiere un tiempo de retraso sobre el tiempo de retraso maximo. Espedficamente, una secuencia de codificacion de tramas se controla de manera que cualquier trama de referencia usada en la prediccion hacia atras, es decir, cualquier trama temporalmente posterior despues de la trama actual, no se codifique y emita antes de la trama actual por encima del numero de tramas de referencia maximo usado en la prediccion hacia atras.
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La figura 3 es un diagrama de bloques que muestra un ejemplo de la configuracion del aparato de codificacion de v^deo usado en la presente realizacion. El aparato 1 de codificacion de video mostrado en la figura 3 se compone de un codificador 10 para codificar una trama (imagen) mediante el metodo predeterminado, un controlador 15 (CPU) para controlar operaciones de partes respectivas en el aparato 1 de codificacion, una memoria 11 de trama dispuesta entre el terminal 1a de entrada y el codificador 10, y un multiplexor 12 dispuesto entre el terminal 1b de salida y el codificador 10. El controlador 15 tiene un dispositivo 16 de calculo de tiempo de retraso maximo para calcular el tiempo de retraso maximo, como una funcion del mismo. El codificador 10 esta dotado de una memoria 13 intermedia de salida.
En la codificacion de video en el presente aparato 1 de codificacion, se introducen condiciones para la codificacion de video a traves del terminal 1c de entrada. En esta introduccion de las condiciones, las condiciones de codificacion se seleccionan o introducen generalmente a traves de un dispositivo de entrada tal como un teclado. En la presente realizacion, espedficamente, las condiciones de codificacion introducidas incluyen el tamano de una trama como objetivo para la codificacion, la velocidad de trama, y la tasa de bits y, ademas de estas, las condiciones de codificacion incluyen tambien una estructura de referencia predictiva del video (si se aplica prediccion hacia atras), el numero de tramas almacenadas temporalmente y usadas como tramas de referencia (correspondientes a la capacidad de memoria 13 intermedia de salida), y el numero de tramas de referencia usado en la prediccion hacia atras. Estas condiciones pueden establecerse para variar con el tiempo. Las condiciones de codificacion introducidas a traves del terminal 1c de entrada se almacenan en el controlador 15.
Con un inicio de la operacion de codificacion, el controlador 15 envfa las condiciones de codificacion al codificador 10, en el que se establecen las condiciones de codificacion. Por otra parte, una trama tal como un objeto codificado se introduce a traves del terminal 1a de entrada y se alimenta a traves de la memoria 11 de trama al codificador 10 para codificarse en el mismo. La trama de entrada se guarda temporalmente en la memoria 11 de trama, debido a que se cambia el orden de tramas para la ejecucion de la prediccion hacia atras. Por ejemplo, en el ejemplo mostrado en la figura 2, se introduce la trama F2 a traves del terminal 1a de entrada antes de las tramas F3, F4, pero se codifica despues de las tramas F3, F4; por tanto, la trama F2 se guarda temporalmente en la memoria 11 de trama.
El codificador 10 codifica la trama basandose en el algoritmo de H.26L. A continuacion los datos codificados se alimentan al multiplexor 12 para multiplexarse con otra informacion relacionada y a continuacion los datos multiplexados se emiten a traves del terminal 1b de salida. La trama usada para la prediccion se reproduce en el codificador 10 y se almacena como una trama de referencia para la codificacion de la siguiente trama en la memoria 13 intermedia.
En la presente realizacion, el dispositivo 16 de calculo de tiempo de retraso maximo del controlador 15 calcula el tiempo de retraso maximo dpb_output_delay, basandose en el numero de tramas de referencia y la velocidad de trama introducida a traves del terminal 1c de entrada y usada para la prediccion hacia atras. A continuacion el multiplexor 12 anade el tiempo de retraso maximo para datos de imagen codificados. Ademas, se anade tambien un identificador (N) que indica un momento de visualizacion para la identificacion de cada trama junto con los datos codificados de cada trama.
Es evidente que cuando no se aplica la prediccion hacia atras, el numero de tramas de referencia usado es cero y por tanto el valor de dpb_output_delay es cero.
Se supone en la presente realizacion que se anade una sintaxis para transmitir el tiempo de retraso maximo a la sintaxis de datos codificados en H.26L, con el proposito de implementar la emision del tiempo de retraso maximo en la codificacion y la entrada del tiempo de retraso maximo en la descodificacion. En este ejemplo la nueva sintaxis esta anadida en el conjunto de parametro de secuencia que es una sintaxis para transmitir la informacion que va a aplicarse a la totalidad de datos codificados.
El parametro dpb_output_delay se define como una sintaxis para llevar el tiempo de retraso maximo. Se supone en el presente documento que el parametro dpb_output_delay usa la misma unidad de tiempo usada en las otras sintaxis que indica el tiempo en H.26L y que indica el tiempo de retraso maximo en la unidad de tiempo de 90 kHz. Una cifra indicada en la unidad de tiempo se codifica y transmite mediante un codigo de longitud fija sin asignar de 32 bits. Por ejemplo, cuando el tiempo de retraso maximo es de 2/15 segundos tal como se describio anteriormente, dpb_output_delay es (2/15) x 90000 = 12000.
En la operacion de descodificacion, se descodifica el tiempo de retraso maximo llevado por dpb_output_delay, y se retrasa un tiempo de emision de una imagen descodificada usandolo.
La figura 4 es un diagrama de bloques que muestra un ejemplo de la configuracion del aparato de descodificacion de video usado en la presente realizacion. El aparato 2 de descodificacion de video mostrado en la figura 4 se compone de un descodificador 20 para descodificar datos codificados para generar una imagen regenerada, un controlador 25 (CPU) para controlar operaciones de partes respectivas en el aparato 2 de descodificacion, una memoria 21 intermedia de entrada dispuesta entre el terminal 2a de entrada y el descodificador 20, y una memoria 22 intermedia
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de salida dispuesta entre el terminal 2b de salida y el descodificador 20. El controlador 25 tiene un dispositivo 26 de calculo de tiempo de emision de imagen para calcular un tiempo de emision para la visualizacion de una trama, como una funcion de la misma.
En la descodificacion de v^deo en el presente aparato 2 de descodificacion, se introducen datos como objeto descodificado a traves del terminal 2a de entrada. Estos datos son datos multiplexados de los datos codificados de cada trama codificada por el aparato 1 de codificacion mostrado en la figura 3, indicando el tiempo de retraso maximo dpb_output_delay, y el identificador (N) el momento de visualizacion de cada trama.
Los datos de entrada se almacenan en la memoria 21 intermedia de entrada. Cuando un comando desde el controlador 25 indica la llegada de un tiempo de descodificacion, se introducen datos de una trama desde la memoria 21 intermedia de entrada en el descodificador 20 y se descodifican a continuacion segun el algoritmo de H.26L. La trama regenerada se almacena de esta manera en la memoria 22 intermedia de salida. La trama en la memoria 22 intermedia de salida se alimenta de nuevo a traves de la lmea 23 al descodificar 20 para usarse como una trama de referencia para la descodificacion de la siguiente trama.
Por otra parte, el tiempo de retraso maximo dpb_output_delay, la velocidad de trama, y el identificador (N) de cada trama descodificada en el descodificador 20 se alimentan en el controlador 25. A continuacion el dispositivo 26 de calculo de tiempo de emision de imagen del controlador 25 calcula el tiempo de emision de cada trama a partir de estos datos segun la siguiente ecuacion.
To(n) = dpb_outputjielay + N x intervalo de trama
En esta ecuacion, el intervalo de trama se determina a partir de la velocidad de trama.
Suponiendo que dpb_output_delay es de 2/15 segundos y el intervalo de trama es de 1/15 segundos como en el ejemplo mostrado en la figura 2, los tiempos de emision de las respectivas tramas se calculan como sigue segun la ecuacion anterior.
N = 0, To(0) = 2/15 N = 1, To(l) = 3/15 N = 2,10(2) = 4/15 N = 3, To(3) = 5/15
Segun los tiempos de emision To(n) obtenidos de esta manera por el controlador 25, se emiten las tramas en la memoria 22 intermedia de salida a intervalos constantes al terminal 2b de salida, tal como se indica mediante las tramas F0, F1, F2, y F3 mostradas en la figura 5B. Aunque no se ilustra, el terminal 2b de salida esta conectado a un dispositivo de visualizacion tal como un monitor.
Las figuras 5A y 5B son diagramas que muestran (A) la descodificacion y (B) la emision de las tramas en caso de la prediccion bidireccional mostrada en la figura 2. Se supone en la operacion de descodificacion que los datos codificados de las tramas se descodifican en el orden necesario para la ejecucion de la prediccion inter-tramas, los intervalos de la misma son intervalos de tiempo constantes segun la velocidad de trama, y el tiempo necesario para la operacion de descodificacion es despreciable para cada trama, independientemente de si se aplica prediccion inter-tramas e independientemente de los sentidos de la prediccion inter-tramas. En este caso, el tiempo de retraso maximo necesario para la ejecucion de la prediccion hacia atras en la trama predicha hacia atras es igual a un intervalo de tiempo de una trama o tramas segun el numero de tramas de referencia maximo usado para la prediccion hacia atras. Este tiempo se lleva como un tiempo de retraso maximo mediante dpb_output_delay. Por consiguiente, para emitir una imagen descodificada, se retrasa un tiempo de emision de la misma el tiempo de retraso maximo.
En la practica, los intervalos de descodificacion de las respectivas tramas no son constantes, y pueden variar dependiendo de tales factores como la variacion en bits de codificacion de las tramas. El tiempo necesario para la operacion de descodificacion de cada trama puede variar tambien segun si la trama es una trama predicha hacia atras o segun los bits de codificacion de cada trama.
Para retrasar el tiempo de emision, por tanto, la referencia se establece en el tiempo en el que se obtiene la imagen descodificada para la trama F0 no asociada con prediccion hacia atras sin retraso debido a la prediccion hacia atras y sin inversion de ordenes de tiempos de descodificacion y tiempos de emision con respecto a cualquier otra trama, tal como se muestra en las figuras 5A y 5B. Concretamente, un tiempo obtenido retrasando el tiempo en el que se obtiene la imagen descodificada, por el tiempo de retraso maximo comunicado mediante dpb_output_delay se define
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como un tiempo igual al tiempo de emision correlacionado con esta imagen descodificada, y se usa como un tiempo en emision de referencia de imagenes descodificadas. Tras ello, las imagenes F1-F4 descodificadas se emiten cuando este tiempo de referencia coincide con un tiempo igual a un tiempo de emision correlacionado con cada una imagen descodificada.
Por ejemplo, cuando el tiempo de retraso maximo es de 2/15 segundos tal como se describio anteriormente, un tiempo en un retraso de 2/15 segundos desde el tiempo cuando se obtiene la imagen descodificada para la trama no asociada con prediccion hacia atras, se define como un tiempo igual al tiempo de emision correlacionado con esta imagen descodificada y se usa como un tiempo en emision de referencia de imagenes descodificadas despues.
Segun las circunstancias, posiblemente, el tiempo de retraso maximo no se comunica a proposito, con el proposito de simplificar la operacion de codificacion o descodificacion. Para tales casos, la sintaxis para comunicar el tiempo de retraso maximo puede disponerse para poder omitirse en la suposicion de que se transmite una marca para indicar la presencia o ausencia de la sintaxis antes que la sintaxis para transmitir el tiempo de retraso maximo.
En caso de que se omita la comunicacion del tiempo de retraso maximo, la operacion de codificacion puede estipularse previamente, por ejemplo, para no usar la prediccion hacia atras o de manera que el numero de tramas de referencia usado en la prediccion hacia atras pueda alterarse opcionalmente dentro de un intervalo que no supere el lfmite superior del numero de tramas de referencia.
La operacion de descodificacion puede configurarse para realizarse en conformidad con la estipulacion en la operacion de codificacion, por ejemplo, cuando no se aplica la prediccion hacia atras, se produce retraso innecesario para la ejecucion de la prediccion hacia atras; o, tambien puede configurarse la operacion de descodificacion de manera que el numero de tramas de referencia usado en la prediccion hacia atras pueda alterarse opcionalmente dentro del intervalo que no supere el lfmite superior del numero de tramas de referencia, es decir, el tiempo de retraso puede variar enormemente. En este caso, la operacion de descodificacion puede configurarse para realizar siempre un procesamiento que asuma un tiempo de retraso maximo esperado, o la operacion de descodificacion puede configurarse para permitir una variacion de intervalos de tiempo de emision de imagenes descodificadas y realizar procesamiento simplificado sin consideracion del tiempo de retraso de cada trama.
La presente realizacion se describio suponiendo que las operaciones se implementaron basandose en H.26L, pero se observa que los metodos de codificacion de video a los que puede aplicarse la presente invencion no se limitan a H.26L y que la presente invencion puede aplicarse a diversos metodos de codificacion de video usando la prediccion hacia atras inter-tramas.
En la presente realizacion, se anadio la sintaxis por codigos de longitud fija como una sintaxis para transmitir el tiempo de retraso maximo en el conjunto de parametros de secuencia, pero se observa que los codigos y la sintaxis para transmitirlo, o la unidad de tiempo para expresar el tiempo de retraso maximo, por supuesto, no se limitan a estos. Los codigos de longitud fija pueden sustituirse por codigos de longitud variable, y el tiempo de retraso maximo puede transmitirse mediante cualquiera de diversas sintaxis que pueden transportar informacion que va a aplicarse a la totalidad de datos codificados.
Por ejemplo, en H.26L, puede anadirse una sintaxis para dar un mensaje de informacion de mejora complementario. En un caso que usa otro metodo de codificacion de video, puede transmitirse el tiempo de retraso maximo mediante una sintaxis para transmitir la informacion que va a aplicarse a la totalidad de datos codificados en el metodo de codificacion pertinente. En otro caso, tambien puede transmitirse el tiempo de retraso maximo fuera de los datos codificados en el metodo de codificacion de video como en la Recomendacion ITU-T H.245 usada para transportar informacion de control en comunicacion usando H.263.
(Segunda realizacion)
Se describira a continuacion la segunda realizacion de la presente invencion. La presente realizacion describira una forma realizada de codificacion a velocidades de trama variables. Las operaciones en la codificacion y descodificacion segun la presente realizacion son basicamente muy similares a las de la primera realizacion. Debido a que la presente realizacion usa velocidades de trama variables, implica una operacion a velocidades de trama bajas para evitar la ejecucion de la prediccion hacia atras que requiere el tiempo de retraso por encima del tiempo de retraso maximo calculado previamente, ademas de la operacion en codificacion en la primera realizacion, para impedir que el intervalo de tiempo de emision entre la imagen descodificada de la trama no asociada con prediccion hacia atras y la imagen descodificada de la trama predicha hacia atras se desvfe del intervalo original incluso con variacion de velocidades de trama.
Debido a que en la operacion de codificacion el lfmite superior del numero de tramas de referencia se determina previamente, el numero de tramas de referencia maximo usado para la prediccion hacia atras se determina en primer lugar dentro del intervalo que no supera el lfmite superior. A continuacion el intervalo de tiempo de trama maximo se determina basandose en una velocidad de trama objetivo previamente determinada en control de tasas de bits de codificacion, y se calcula el tiempo de retraso maximo como un intervalo de tiempo de una trama o dos o
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mas tramas segun el numero de tramas de referencia maximo usado en la prediccion hacia atras y el intervalo de tiempo de trama maximo.
En la operacion de codificacion, tras ello, se controla la codificacion de cada trama para evitar la prediccion hacia atras que requiere un tiempo de retraso mas alla del tiempo de retraso maximo. Espedficamente, el orden de codificacion de tramas se controla para impedir que cualquier trama de referencia usada en la prediccion hacia atras, es decir, cualquier trama temporalmente posterior despues de la trama actual, que va mas alla del numero de tramas de referencia maximo usado en la prediccion hacia atras, se codifique y emita antes de la trama actual.
Ademas, cuando la velocidad de trama de codificacion se vuelve temporalmente pequena debido al control de tasas de bits de codificacion, para hacer que el intervalo de trama de tiempo en este caso sea mas grande que el intervalo de tiempo de trama maximo, se controla la codificacion de cada trama para no aplicar prediccion hacia atras a la codificacion de la trama.
La presente realizacion es sustancialmente identica a la primera realizacion porque el tiempo de retraso maximo se emite en la codificacion, porque la sintaxis dpb_output_delay para transmitir el tiempo de retraso maximo se anade a la sintaxis de datos codificados con el proposito de efectuar la entrada de la misma en la descodificacion, y por la definicion de la sintaxis.
En la presente realizacion, la operacion de descodificacion se dispone para descodificar el tiempo de retraso maximo comunicado mediante dpb_output_delay y el retraso el tiempo de emision de la imagen descodificada mediante uso de este. Este procesamiento tambien es el mismo que el de la primera realizacion.
(Tercera realizacion)
Se describira a continuacion la tercera realizacion de la presente invencion. La presente realizacion describira una forma realizada en la que el tiempo de retraso maximo se comunica opcionalmente para cada trama y por tanto puede cambiarse de manera flexible. Las operaciones en la codificacion y descodificacion segun la presente realizacion son basicamente similares a aquellas en la primera realizacion o la segunda realizacion.
En la presente realizacion, la sintaxis dpb_output_delay para transmitir el tiempo de retraso maximo, que se definio en la primera realizacion, se dispone para anadirse en el conjunto de parametro de imagen que es una sintaxis para llevar la informacion aplicada a cada trama en lugar de la sintaxis para llevar la informacion aplicada a la totalidad de datos codificados. La sintaxis dpb_output_delay en el presente documento esta configurada para indicar el tiempo de retraso maximo en la unidad de tiempo de 90 kHz, como en el caso de la primera realizacion, y una cifra expresada en la unidad de tiempo se codifica y transmite mediante un codigo de longitud fija sin asignar de 32 bits.
La presente realizacion es muy similar a la primera realizacion, en cuanto al calculo del tiempo de retraso maximo en codificacion y en cuanto al retraso del tiempo de emision de la imagen descodificada por el uso del tiempo de retraso maximo en la descodificacion. Las configuraciones del aparato de codificacion de video y el aparato de descodificacion de video usado en la presente realizacion son muy similares a aquellas mostradas en las figuras 3 y 4 sobre la primera realizacion.
Va a explicarse como determinar el tiempo de retraso maximo dpb_output_delay de cada trama en la presente realizacion. En el aparato 1 de codificacion mostrado en la figura 3, el controlador 15 calcula el tiempo (D) de retraso debido a la prediccion hacia atras mediante el metodo tal como se describio en la primera realizacion y determina el tiempo Tr(n) de codificacion de cada trama. Cuando un tiempo Tin(n) de visualizacion de cada trama se alimenta desde la memoria 11 de trama, se calcula dpb_output_delay(n) de esta trama tal como sigue.
dpb_output_delay(n) = Tin(n) + D - Tr(n)
Este valor de dpb_output_delay esta correlacionado con la trama pertinente y se multiplexa en el multiplexor 12.
En la presente realizacion, el tiempo Tr(n) para la codificacion de cada trama se codifica tambien a la vez. Tomando la figura 2 como ejemplo, D = 2/15 segundos, y Tin(n) = 0, 1/15, 2/15, 3/15, o 4/15 (n = 0, 1, 2, 3, o 4). Debido al cambio en el orden de codificacion, Tr(n) se vuelve tal como sigue: Tr(n) = 0, 1/15, 4/15, 2/15, o 3/15 (n = 0, 1, 2, 3, o 4). En el presente documento se obtiene dpb_output_delay(n) de cada trama tal como sigue.
n = 0, dpb_output_delay(0)
=0+2/15-0=2/15
n = 1, dpb_output_delay(1)
= 1/15 + 2/15 -1/15 = 2/15
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n = 2, dpb_output_delay(2)
= 2/15 + 2/15 -4/15 = 0 n = 3, dpb_output_delay(3)
= 3/13 + 2/15 -2/15 = 3/15 n = 4, dpb_output_delay(4)
= 4/15 + 2/15 -3/15 = 3/15
Por otra parte, en el aparato 2 de descodificacion mostrado en la figura 4, el descodificador 20 envfa dpb_output_delay(n) y Tr(n) de cada trama al controlador 25 y el controlador 25 calcula el tiempo To(n) de emision de cada trama basandose en la siguiente ecuacion.
imagen1
Tomando la figura 2 como ejemplo, se calcula To(n) para cada trama tal como sigue segun la definicion anterior, basandose en Tr(n) = 0, 1/15, 4/15, 2/15, o 3/15 (n = 0, 1, 2, 3, o 4) y dpb_output_delay(n) = 2/15, 2/15, 0, 3/15, o 3/15 (n = 0, 1, 2, 3, o 4).
n = 0, To(0) = 0 + 2/15 = 2/15
n = 1, To(1) = 1/15 + 2/15 = 3/15
n = 2, To(2) = 4/15 + 0 = 4/15
n = 3, To(3) = 2/15 + 3/15 = 5/15
n = 4, To(4) = 3/15 + 3/15 = 6/15
Concretamente, todas las imagenes se visualizan con el retraso de 2/15 segundo y a intervalos constantes en el monitor. Es evidente que cuando no se aplica la prediccion hacia atras, el numero de tramas de referencia usado para la misma es cero y el valor de dpb_output_delay(n), por tanto, es cero.
Debido a que el tiempo de retraso maximo define el tiempo en emision de referencia de imagenes descodificadas a partir del tiempo cuando se adquiere la imagen descodificada de la trama no asociada con prediccion hacia atras, es suficiente transmitir el tiempo de retraso maximo solamente para la trama no asociada con prediccion hacia atras. Por tanto, se puede emplear, por ejemplo, una configuracion en la que la sintaxis para transmitir el tiempo de retraso maximo esta dispuesta para poder omitirse en la suposicion de que una marca que indica la presencia o ausencia de la sintaxis se transmite antes de la misma. La sintaxis puede estar dispuesta para omitirse opcionalmente para la trama no asociada con prediccion hacia atras, siempre que el tiempo de retraso maximo transmitido antes se aplique en este caso cuando no se transmita el tiempo de retraso maximo.
La sintaxis para cada trama en la presente realizacion tambien puede usarse simultaneamente con la sintaxis para la totalidad de datos codificados tal como se definio en la primera realizacion. En este caso, la sintaxis para cada trama puede omitirse, siempre que una marca que indica la presencia o ausencia de la sintaxis se transmita antes de la misma tal como se describio anteriormente. El tiempo de retraso maximo transmitido en la sintaxis para la totalidad de datos codificados se aplica de manera continua antes de que el tiempo de retraso maximo se transmita en la sintaxis para cada trama. Despues de que se actualice mediante la sintaxis para cada trama, el tiempo retrasado basado en la misma se usa como tiempo de referencia en emision de cada imagen descodificada tras la misma.
La presente realizacion se describio suponiendo que estaba basada de manera confirmada en H.26L, pero se observa que los metodos de codificacion de video a los que puede aplicarse la presente invencion no se limitan a H.26L y que la presente invencion puede aplicarse a diversos metodos de codificacion de video usando la prediccion hacia atras inter-tramas.
En la presente realizacion la sintaxis para transmitir el tiempo de retraso maximo fue la sintaxis por codigos de longitud fija anadidos en el conjunto de parametro de imagen, y es evidente que los codigos y la sintaxis para transmitirlo, o la unidad de tiempo para expresar el tiempo de retraso maximo, por supuesto, no se limitan a estos. Los codigos de longitud fija pueden sustituirse por codigos de longitud variable, y el tiempo de retraso maximo puede comunicarse en cualquiera de diversas sintaxis que sean capaces de comunicar la informacion que va a aplicarse a cada trama.
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Por ejemplo, la sintaxis puede anadirse en un mensaje de informacion de mejora complementary en H.26L. Cuando se aplica otro metodo de codificacion de video, es posible usar una sintaxis para comunicar informacion que va a aplicarse a cada trama en el metodo de codificacion pertinente. Ademas, la informacion tambien puede comunicarse fuera de los datos codificados en el metodo de codificacion de video tal como en la Recomendacion ITU-T H.245 usada para la comunicacion de informacion de control en comunicacion usando H.263.
El metodo de codificacion de video, metodo de descodificacion de video, aparato de codificacion de video, aparato de descodificacion de video, sistema de procesamiento de video, programa de codificacion de video y programa de descodificacion de video segun la presente invencion proporcionan el siguiente efecto, tal como se detalla a continuacion. Concretamente, cuando se codifica una imagen en movimiento que consiste en una serie de tramas mediante la prediccion hacia atras inter-tramas para emitirse, se vuelve viable lograr la emision de imagenes descodificadas en intervalos de tiempo apropiados al emplear la prediccion hacia atras inter-tramas, mediante el metodo de codificacion de video, aparato de codificacion y programa de codificacion configurados para emitir el tiempo de retraso maximo debido a la prediccion hacia atras, el metodo de descodificacion de video, aparato de descodificacion y programa de descodificacion configurados para efectuar la entrada del tiempo de retraso maximo, y el sistema de procesamiento de video que usa los mismos.
Particularmente, a diferencia de la tecnica anterior, los tiempos de emision no son valores absolutos, sino valores relativos del tiempo Tr de descodificacion; por tanto, la invencion proporciona el efecto de capacidad de describir y transmitir de manera precisa el valor del tiempo de retraso maximo dpb_output_delay mediante un pequeno numero de bits, incluso en el caso de que la velocidad de trama sea variable. Incluso si el tiempo Tr de descodificacion tiene un desplazamiento o si no se recibe, se emitira una imagen correspondiente con un retraso de dpb_output_delay del tiempo de terminacion de descodificacion, presentando por tanto la ventaja de que se emitan imagenes a intervalos correctos.

Claims (1)

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    REIVINDICACIONES
    Un metodo de descodificacion de una secuencia de imagenes codificadas, comprendiendo el metodo etapas implementadas por ordenador realizadas mediante un procesador de un sistema informatico para implementar las siguientes etapas:
    recibir las imagenes codificadas, un tiempo de descodificacion de cada una de las imagenes codificadas, y sintaxis de tiempo de retraso asociadas respectivamente con las imagenes codificadas, en el que las sintaxis de tiempo de retraso representan al menos un tiempo de retraso maximo que esta provocado por prediccion hacia atras definido de manera unica para las imagenes codificadas individuales;
    descodificar las imagenes codificadas recibidas para dar imagenes descodificadas, basandose en el tiempo de descodificacion recibido;
    mantener al menos alguna de las imagenes descodificadas en una memoria intermedia de imagenes descodificadas antes de emitir al menos alguna de las imagenes descodificadas desde la memoria intermedia de imagenes descodificadas en respectivos tiempos de emision, en el que la memoria intermedia de imagenes descodificadas mantiene al menos una imagen descodificada usada como referencia para descodificar al menos una de las imagenes codificadas; y
    calcular los respectivos tiempos de emision de la imagen descodificada, basandose en el respectivo tiempo de descodificacion y los respectivos tiempos de retraso maximos.
    Un aparato de descodificacion para la descodificacion de una secuencia de imagenes codificadas, que comprende:
    un receptor (21) configurado para recibir las imagenes codificadas, un tiempo de descodificacion de cada una de las imagenes codificadas y sintaxis de tiempo de retraso asociadas respectivamente con las imagenes codificadas, en el que las sintaxis de tiempo de retraso representan al menos un tiempo de retraso maximo que esta provocado por prediccion hacia atras definido de manera unica para las imagenes codificadas individuales;
    un descodificador (20) configurado para descodificar las imagenes codificadas recibidas para dar imagenes descodificadas, basandose en el tiempo de descodificacion recibido;
    una memoria (22) intermedia de imagenes descodificadas configurada para poder mantener las imagenes descodificadas; y
    un control (25) de salida configurado para mantener al menos alguna de las imagenes descodificadas en la memoria (22) intermedia de imagenes descodificadas antes de emitir al menos alguna de las imagenes descodificadas desde la memoria intermedia de imagenes descodificadas en respectivos tiempos de emision, en el que la memoria (22) intermedia de imagenes descodificadas mantiene al menos una imagen descodificada usada como referencia para descodificar al menos una de las imagenes codificadas,
    en el que el control (25) de salida esta configurado ademas para calcular los respectivos tiempos de emision de al menos algunas imagenes descodificadas, basandose en los respectivos tiempos de descodificacion y los respectivos tiempos de retraso maximos.
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