ES2662593T3 - Procedimiento de transmisión de imágenes, procedimiento de procesamiento de imágenes, procesador de imágenes, y medio de almacenamiento de datos - Google Patents

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Abstract

Un procedimiento de transmisión de imágenes para transmisión de datos (Dv) de imagen comprimidos correspondientes a una imagen en movimiento que comprende tramas, comprendiendo dicho procedimiento: transmitir una cabecera (Hv) que comprende datos (Hcd) comunes a las tramas, un marcador (Hfd) de identificación que indica si todas las tramas de los datos (Dv) de imagen comprimidos son capaces o no de ser descodificados sin referencia a otra trama, y un patrón (Hsd) de sincronización de longitud fija; y transmitir secuencialmente datos (Dp) de tramas comprimidos de las tramas que se incluyen en los datos (Dv) de imagen comprimidos, caracterizado porque el marcador (Hfd) de identificación se posiciona justamente después del patrón (Hsd) de sincronización de longitud fija situado al comienzo de dicha cabecera (Hv).

Description

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DESCRIPCION
Procedimiento de transmisión de imágenes, procedimiento de procesamiento de imágenes, procesador de imágenes, y medio de almacenamiento de datos
Campo técnico
La presente invención se refiere a un procedimiento de transmisión de imágenes, a un procedimiento de procesamiento de imágenes, a un aparato de procesamiento de imágenes, y a un medio de almacenamiento de datos y, más particularmente a un procedimiento para transmisión de datos de imágenes digitales codificadas correspondientes a unas imágenes en movimiento que comprenden varias tramas, a un procedimiento y a un aparato para la codificación de datos de imágenes digitales codificadas, a un procedimiento y a un aparato para la descodificación de los datos de imágenes digitales codificadas, y a un medio de almacenamiento de datos que contiene un programa para implementar los procedimientos de codificación y de descodificación de los datos de imágenes digitales mediante el uso de un ordenador.
El documento US 5.543.847 se refiere a una técnica de codificación y de descodificación de imágenes para permitir el acceso aleatorio. Usando una señal de imágenes de predicción formada solamente mediante señales localmente descodificadas para un primer campo intra-codificado, se codifica un segundo campo que consiste en una trama junto con el primer campo anteriormente mencionado. Si el segundo campo que consiste en una trama junto con el primer campo anteriormente mencionado se codifica usando una señal de imagen de predicción formada a partir de la señal descodificada local de un campo que pertenece a un grupo temporalmente previo, se codifica un marcador que indica que la codificación se ha realizado usando la señal descodificada local del campo que pertenece al grupo temporalmente previo.
Antecedentes de la técnica
Para almacenar o transmitir de modo eficiente información de imágenes digitales, es decir, datos de imágenes en una señal digital, se requiere que la información de la imagen digital se codifique de modo compresivo. Como procedimientos disponibles para codificar de modo compresivo la información de la imagen digital, hay procedimientos de codificación de formas de onda tales como sub-banda, ondículas, fractales, y otros similares, así como DCT (transformada de coseno discreto) típico de una técnica de procesamiento de imagen de acuerdo con JPEG (Grupo Conjunto de Expertos en Codificación Fotográfica) o MPEG (Grupo de Expertos en Imágenes en Movimiento).
Por su parte, un procedimiento para la eliminación de información de la imagen redundante entre tramas adyacentes y similares es realizar una predicción inter-trama usando una compensación de movimiento mediante la representación de los valores de píxel en una trama actual por la diferencia entre estos valores de píxel y los valores de píxel en los píxeles de una trama previa (pasada), y realizar la codificación de una señal diferencia correspondiente a la diferencia.
De aquí en adelante en el presente documento, se describirá brevemente un procedimiento de codificación de imagen y un procedimiento de descodificación de imagen de acuerdo con la norma MPEG que implementa un procedimiento de DCT que incluye la compensación de movimiento.
En este procedimiento de codificación de imágenes, una señal de imagen de entrada se divide en una pluralidad de señales de imagen correspondientes respectivamente a varios bloques (macrobloques) en una trama, y a continuación las señales de imagen se codifican para cada macrobloque. Un macrobloque corresponde a una zona de la visualización de la imagen compuesta por (16 * 16) píxeles. Cuando la señal de la imagen de entrada corresponde a una imagen objeto, la señal de la imagen se divide en varios bloques (macrobloques) que componen una zona de visualización (zona objeto) correspondiente a la imagen objeto en una trama.
La señal de imagen correspondiente a cada macrobloque se divide en señales de imagen que corresponden respectivamente a sub-bloques correspondientes a las zonas de visualización de la imagen compuestas cada una de (8 * 8) píxeles, y a continuación las señales de imagen se someten al procedimiento DCT en cada sub-bloque para generar los coeficientes DCT. A continuación se cuantifican los coeficientes DCT para generar coeficientes de cuantificación para cada sub-bloque.
El procedimiento para codificar así la señal de imagen correspondiente al sub-bloque mediante el procedimiento DCT y el procedimiento de cuantificación se denomina "esquema de codificación intra-trama".
En el extremo de recepción, los coeficientes de cuantificación se cuantifican de modo inverso y se someten a continuación a un procedimiento DCT inverso para cada sub-bloque para producir una señal de imagen correspondiente al macrobloque. Los datos codificados correspondientes a una trama (imagen I) en el que la señal de imagen se ha codificado mediante el procedimiento de codificación intra-trama, pueden reproducirse independientemente. Es decir, pueden descodificarse sin referirse a datos de la imagen de otra trama.
Por otra parte, hay un procedimiento de codificación denominado como "esquema de codificación inter-trama". En este procedimiento de codificación, inicialmente, se emplea un procedimiento para la detección de movimiento de unas imágenes en movimiento en una trama tal como la "coincidencia de bloques" para detectar una zona
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compuesta de (16 * 16) píxeles con los errores más pequeños entre valores de píxel de los mismos y los valores de píxel de un macrobloque objetivo a ser codificado como un macrobloque de predicción, a partir de una señal imagen que corresponde a una trama codificada que está temporalmente adyacente a una trama a ser codificada.
Posteriormente, la señal de imagen del macrobloque de predicción se resta de la señal de imagen del macrobloque objetivo para producir una señal diferencia del macrobloque objetivo, que se divide en señales de diferencia que correspondan respectivamente a sub-bloques, compuesto cada uno de (8 * 8) píxeles. A continuación las señales diferencia se someten a los procedimientos DCT para generar los coeficientes DCT para cada sub-bloque, que se cuantifican para cada sub-bloque para generar coeficientes de cuantificación.
La señal de imagen correspondiente a la imagen objeto se codifica inter-trama de una forma similar.
En el extremo de recepción, los procedimientos de cuantificación (coeficientes DCT cuantificados) se cuantifican inversamente y se someten a continuación a los procedimientos DCT inversos para cada sub-bloque para restaurar la señal diferencia del macrobloque. A continuación, a partir de una señal de imagen de una trama descodificada, se produce una señal de predicción de una señal de imagen correspondiente a un macrobloque objetivo a ser descodificado mediante compensación de movimiento. A continuación, la señal de predicción y la señal diferencia restaurada se suman para reproducir la señal imagen del macrobloque objetivo. Los datos codificados correspondientes a la trama (imagen P o imagen B) en el que la señal de imagen se ha codificado mediante el procedimiento de codificación inter-trama no pueden reproducirse independientemente. Es decir, no pueden descodificarse sin referirse a la señal de imagen de otra trama en el procedimiento de reproducción.
Posteriormente, se describirá una estructura de datos de imagen comprimidos (flujo de bits) que corresponde a unas imágenes en movimiento compuesta de varias tramas (imágenes).
La figura 10(a) muestra una estructura de datos de imagen (datos de imágenes en movimiento) correspondientes a unas imágenes en movimiento. Unas imágenes en movimiento comprenden varias tramas. En la figura 10(a), los datos D de las imágenes en movimiento comprenden datos P(1)-P(n) de trama (n: número natural) correspondientes a tramas respectivas.
La figura 10(b) muestra una estructura de datos Da de imagen comprimidos intra-trama obtenidos mediante la realización del procedimiento de codificación intra-trama a los datos P(1)-P(n) de trama respectivos que componen los datos D de las imágenes en movimiento.
Los datos Da de imagen comprimidos intra-trama comprenden datos Pa(1)-Pa(n) de trama codificados de tramas respectivas y una cabecera Ha que comprende datos comunes a estas tramas. Las tramas son imágenes I codificadas intra-trama. De acuerdo con MPEG4, la cabecera H se denomina un "VOL (Capa de Objeto de Video)".
La figura 10(c) muestra una estructura de datos Db de imagen comprimidos inter-trama obtenidos mediante la realización del procedimiento de codificación intra-trama a los datos de la trama especificada de los datos de la trama P(1)-P(n) y mediante la realización del procedimiento de codificación inter-trama a los otros datos de la trama.
El procedimiento de codificación inter-trama incluye dos tipos de procesamiento. Uno es un procedimiento de codificación predictiva hacia adelante que realiza la codificación de una trama objetivo a ser codificado mediante su referencia a una trama previa (hacia adelante), y el otro es un procedimiento de codificación bidireccionalmente predictivo que realiza la codificación de la trama objetivo mediante referencia a tramas previas y posteriores (hacia adelante y hacia atrás).
Los datos Db de imagen comprimidos inter-trama comprenden datos P(1)-P(n) de trama codificados de tramas respectivas y una cabecera Hb que comprende datos comunes a estas tramas. Como se ilustra, al primera trama de las imágenes en movimiento es la imagen I codificada intra-trama y las otras tramas son imágenes P que se han sometido al procedimiento de codificación predictiva hacia adelante o imágenes B que se han sometido al procedimiento de codificación bidireccionalmente predictivo.
Dado que los datos Da de imagen comprimidos intra-trama se producen mediante la realización del procedimiento de codificación intra-trama para cada trama de las imágenes en movimiento sin referencia a otra trama, son muy adecuados para su uso en la reproducción aleatoria (descodificación), aunque su eficiencia de codificación es relativamente baja. En otras palabras, una ventaja del uso de los datos Da de imagen comprimidos intra-trama es que las tramas a ser descodificadas se seleccionan aleatoriamente y se descodifican inmediatamente para reproducir unas imágenes en movimiento. Particularmente cuando se editan los datos de imágenes comprimidas, los datos de imágenes comprimidas intra-trama son más fáciles de manejar que los datos de imágenes comprimidas inter-trama. Esto es debido a que los datos de imágenes comprimidas intra-trama se producen independientemente de estos datos de tramas pero los datos de imágenes comprimidas inter-trama no lo son.
Por otra parte, dado que los datos Db de imagen comprimidos inter-trama se producen mediante la realización del procedimiento de codificación inter-trama para casi todas las tramas de las imágenes en movimiento con referencia a otra trama y por lo tanto su eficiencia de codificación es alta, son menos adecuados para su uso en reproducción (descodificación) aleatoria. En los datos Db de imagen comprimidos inter-trama, cuando la descodificación comienza
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a partir de la imagen P o de la imagen B como la trama objetivo a ser descodificado, es necesario descodificar una trama independientemente descodificable presente antes de la trama objetivo. Esto es debido a que la trama objetivo a ser descodificado es la trama que se ha codificado con referencia a otra trama.
Por ejemplo, en los datos Da de imagen comprimidos intra-trama, los datos Pae(1)-Pae(m) de trama codificados (m: número natural) correspondientes a 30 segundos de datos posicionados al final de unas imágenes en movimiento de una hora pueden reproducirse comenzando desde los datos Pave(1) de la trama codificada al comienzo de estos datos de la trama (véase la figura 10(b)).
Por otra parte, en los datos Db de imagen comprimidos inter-trama, cuando se reproducen datos de tramas Pbe(1)- Pbe(m) codificadas correspondientes a datos de 30 segundos situados al final de unas imágenes en movimiento de una hora, los datos de la trama Pbe(1) codificada al comienzo de estos datos no pueden reproducirse primero (véase la figura 10(c)). Los datos Pbe(1) de la trama codificada no pueden reproducirse hasta que se hayan descodificado los datos reproducibles independientemente (datos de la trama Pb(1) codificada correspondientes a la primera trama de las imágenes en movimiento) a través de los datos de tramas codificadas presentes hasta antes de los datos del Pbe(1). Esto debido a que los datos de la trama Pbe(1) codificada son los datos que se han codificado con referencia a otras tramas.
Por su parte, puede realizarse un procedimiento de reproducción de avance rápido que salte S (S: número natural) tramas a los datos Da de imagen comprimidos intra-trama (véase la figura 11(a)). Esto es debido que los datos Pa(1), Pas(1)-Pas(f) de trama codificados (f: número natural) a ser descodificados en el procedimiento de reproducción de avance rápido corresponden a imágenes I codificadas intra-trama que pueden reproducirse independientemente sin referencia a otros datos de tramas. También puede realizarse de la misma manera un procedimiento de reproducción de rebobinado rápido como la inversa del procedimiento de reproducción de avance rápido, a los datos Da de imagen comprimidos intra-trama.
Por otra parte, en la práctica, el procedimiento de reproducción de avance rápido no puede realizarse a los datos Db de imagen comprimidos inter-trama (véase la figura 11(b)). Esto es debido a que cada dato de trama codificado Pbs(1)-Pbs(f) a ser descodificado en el procedimiento de reproducción de avance rápido corresponde a la imagen P codificada inter-trama o a la imagen B codificada inter-trama. Los datos Pbs(1), Pbs(2), Pbs (3), ..., Pbs(f) de trama codificados respectivos no pueden descodificarse hasta que hayan transcurrido los tiempos de espera tb1, tb2, tb3, ... tbf correspondientes, es decir, los tiempos requeridos para descodificación de todos los datos de tramas codificadas presentes antes de los datos Pbs(1)-Pbs(f) respectivos. En otras palabras, los datos Pbs (1) -Pbs (f) de tramas codificadas a ser descodificadas en el procedimiento de reproducción de avance rápido se reproducen con los mismos tiempos que cuando se reproducen en un procedimiento de reproducción normal.
En consecuencia, si el procedimiento de reproducción de avance rápido se realiza a los datos Db de imagen comprimidos inter-trama, la imagen reproducida resultante de las imágenes en movimiento se convierte en imágenes fijas reproducidas de los datos Pbs(1)-Pbs(f) de tramas codificadas que se visualizan secuencialmente a intervalos de tiempo regulares.
El procedimiento de reproducción de rebobinado rápido no puede realizarse a los datos Db de imagen comprimidos inter-trama, dado que los datos de trama codificados del último trama no pueden reproducirse hasta que todos los datos de tramas codificadas se hayan descodificado.
Cada una de las cabeceras Ha y Hb de los datos Da y Db de imagen comprimidos correspondientes contiene un marcador de identificación que indica si los datos de imagen comprendidos correspondientes son adecuados o no para su uso en la reproducción independiente.
Como soluciones al problema asociado con el compromiso entre la eficiencia en la codificación de modo compresivo de los datos de imagen y la adecuación para el procedimiento de reproducción de avance rápido, se conciben las siguientes.
La primera solución es, como se muestra en la figura 12, almacenar los datos Da de imagen comprimidos intra-trama para su uso en el procedimiento de reproducción de avance rápido y los datos Db de imagen comprimidos intertrama a partir de los que se obtiene una imagen reproducida de alta calidad, en el medio de almacenamiento de datos M, como los datos de imagen comprimidos de las imágenes en movimiento. En la figura 12, los números de referencia D1-Dk designan datos de imágenes comprimidos que corresponden a otras imágenes en movimiento que contienen cabeceras H1-Hk, respectivamente. La cabecera Ha de los datos Da contiene un marcador que indica que los datos Da son muy adecuados para su uso en la reproducción independiente. La cabecera Hb de los datos Db contiene un marcador que indica que los datos Db son menos adecuados para su uso en la reproducción independiente.
En el procedimiento de reproducción de avance rápido, de acuerdo con los marcadores respectivos contenidos en las cabeceras Ha y Hb correspondientes, los datos Da de imagen comprimidos intra-trama se leen desde el medio de almacenamiento de datos M como los datos de imagen comprimidos de una imagen en movimiento. Por otra parte, en el procedimiento de reproducción normal, los datos Db de imagen comprimidos inter-trama se leen desde el medio de almacenamiento de datos M.
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La segunda solución es insertar varias piezas de datos de trama codificados correspondientes a las imágenes I en los datos Db de imagen comprimidos inter-trama a intervalos más cortos que los intervalos normales. En general, los datos de tramas codificadas correspondientes a las imágenes I se insertan dentro de los datos de imágenes comprimidos de modo que dos de las varias tramas reproducidas durante 0,5 segundos son las imágenes I. Estos datos Db de imagen comprimidos inter-trama contienen el marcador que indica que los datos Db son apropiados para su uso en la reproducción independiente. En este caso, en el procedimiento de reproducción de avance rápido, de acuerdo con los marcadores de tipo de imagen (no mostrados) añadidos a las tramas, indicando cada uno que los datos de la trama codificada correspondiente corresponde a la imagen I, solo pueden descodificarse los datos de tramas codificadas correspondientes a las imágenes I.
La tercera solución es, debido a que son reproducibles independientemente los datos de tramas codificadas correspondientes a algunas de las imágenes P, añadir marcadores que indiquen esto a estos datos de tramas codificadas. Dichos datos de trama codificados correspondientes a algunas de las imágenes P se obtienen mediante la codificación sin referencia a datos de imágenes de otra trama como los datos de tramas codificadas correspondientes a las imágenes I, aunque los marcadores de tipo imagen correspondientes indiquen "imágenes P". Los datos de tramas codificadas correspondientes a estas imágenes especificadas como P son reproducibles independientemente. De este modo, los marcadores que indican que los datos de tramas codificadas correspondientes a estas imágenes especificadas como P son adecuados para su uso en la reproducción independiente se añaden a los mismos. Por ello, en el procedimiento de reproducción de avance rápido, de acuerdo con los marcadores de tipo de imágenes y estos marcadores de adecuación para la reproducción independiente (no mostrados), solo se descodifican los datos de tramas codificadas correspondientes a las imágenes I y a las imágenes especificadas como P.
La figura 11(c) muestra una estructura de datos de imagen comprimidos inter-trama que contienen los marcadores de adecuación para la reproducción independiente anteriores añadidos a los datos de tramas codificadas correspondientes a las imágenes especificadas como P.
En los datos Dc de imagen comprimidos inter-trama, las cabeceras Hc1, Hc2, ..., Hcf, conteniendo cada una el marcador de adecuación, se insertan justamente antes de los datos Pcs(1)-Pcs(f) de tramas codificadas correspondientes a las imágenes especificadas como P (expresadas como P' en la figura), respectivamente. En la figura, Hc designa una cabecera de los datos Dc de imagen comprimidos inter-trama, y Pc(1)-Pc(n) designa datos de tramas codificadas de las tramas respectivas.
Se describirán con referencia a la figura 13 las estructuras de las cabeceras de los datos Da y Db de imagen comprimidos. En la figura 13, por razones de simplicidad, los datos de imagen comprimidos se muestran sin distinguir entre datos Da de imagen comprimidos intra-trama y datos Db de imagen comprimidos inter-trama.
Como se ha mencionado previamente, los datos D de imagen comprimidos comprenden la cabecera H que contiene datos comunes a las tramas respectivas que se coloca al comienzo de los datos D y de los siguientes datos de tramas codificadas P.
La cabecera H se compone de una señal síncrona Hsd, de datos comunes a las respectivas tramas Hcd, de un marcador Hfd que se refiere a la adecuación para la reproducción independiente, y de datos Had de alineación para la alineación de estos datos.
Los datos de imagen comprimidos correspondientes a unas imágenes en movimiento contienen por ello la información (marcador) que indica si los datos de tramas codificadas correspondientes a todas las tramas son o no reproducibles independientemente. Cuando los datos de tramas codificadas correspondientes a todas las tramas de una imagen en movimiento son reproducibles independientemente, el marcador tiene un valor que indica que los datos de imagen comprimidos correspondientes son muy apropiados para su uso en la reproducción independiente, mientras que cuando unas imágenes en movimiento contiene pocos datos de tramas codificadas que sean reproducibles independientemente, el marcador tiene un valor que indica que los datos de imagen comprimidos correspondientes son menos adecuados para su uso en la reproducción independiente.
El marcador está contenido en la cabecera H que incluye los datos comunes (datos comunes a las tramas respectivas) al comienzo de los datos de imagen comprimidos.
De aquí en adelante en el presente documento, se dará una descripción de ejemplos de alineación de datos en la cabecera de los datos de imagen comprimidos con referencia a las tablas 1-3 mostradas a continuación. Los datos mostrados en las tablas 1-3 están continuamente alineados en la cabecera en el orden de transmisión.
Colocada al comienzo de la cabecera hay una señal 902 síncrona que indica el comienzo de las imágenes en movimiento, que se representa como un único código de longitud fija (32 bits). A continuación de la señal 902 síncrona, hay colocados diversos tipos de datos comunes 903-913 comunes a las tramas respectivas. En los datos comunes 903-913, los datos 910 se representan mediante un código de longitud variable y los datos 903-909 y 911913 están cada uno representados por un código que tiene diversas longitudes de bits fijas.
A continuación de estos datos comunes 903-913, hay colocado un marcador 914 que se refiere a la adecuación para
reproducción independiente y datos de alineación 915.
El marcador 914 indica si los datos de tramas codificadas de las tramas son o no reproducibles aleatoria e independientemente. El valor "1" del marcador indica que todos los datos de tramas codificadas de los datos de imagen comprimidos correspondientes de las imágenes en movimiento son reproducibles independientemente, 5 mientras que el valor "0" indica que la mayor parte de los datos de tramas codificadas de los datos de imagen comprimidos correspondientes no son reproducibles independientemente. Los datos de alineación 915 se usan para alinear la señal 902 síncrona a lo largo del marcador 914.
A continuación de los datos de alineación 915, hay colocados datos 916 y 917 con relación a los datos de tramas codificadas obtenidas por los datos de imagen de codificación correspondientes a las tramas respectivas de las 10 imágenes en movimiento. En la actualidad, estos datos 916 y 917 incluyen datos específicos tales como los coeficientes DCT o etapas de cuantificación de acuerdo con MPEG 1, 2 y 4, aunque estos se ilustran como un grupo de datos en este ejemplo ilustrado.
Debería recordarse que la cabecera que contiene dichos datos comunes se coloca al comienzo de los datos de imagen comprimidos de unas imágenes en movimiento. Si los datos de imagen comprimidos inter-trama que 15 incluyen datos de tramas codificadas que no son reproducibles independientemente incluyen algunos datos de tramas codificadas reproducibles independientemente (datos de tramas codificadas correspondientes a la imagen I) que se disponen periódicamente, se proporciona efectividad mediante la inserción de datos comunes que contienen un marcador con relación a la posibilidad de la reproducción independiente más que el marcador que se refiere a la adecuación para reproducción independiente. El marcador antiguo indica si los datos de la trama codificados 20 correspondientes son o no reproducibles independientemente sin referencia a otros datos de tramas.
En el procedimiento de reproducción de avance rápido realizado a los datos de imágenes comprimidos inter-trama dentro de los que se insertan periódicamente dichos datos comunes, los datos de tramas codificadas reproducibles independientemente correspondientes a la imagen I se descodifican selectivamente.
[TABLA 1]
901 ^
imagen1
imagen2
imagen3
imagen4
Capa del Objeto de Video(){
N.° de bits Mnemónico
codigojnicio_capa_objeto_video /*los 4 bits menos significativos especifican el valor de id capa objeto video*/
32 bslbf
es_identificador_capa_objeto ~903a
1 uimsbf
if(es_identificador_capa_objeto){
verid_capa_objeto_visual ~903b
4 uimsbf
prioridad_capa_objeto_visual ~903c
3 uimsbf
}
parametros_control_vol
1 bslbf
if(parametros_control_vol)
info_relacion_aspecto
4 uimsbf
codigo_tasa_vop
4 uimsbf
tasa_bit
30 uimsbf
tamaño_mem_vbv
18 uimsbf
formato_croma
2 uimsbf
retardo_bajo
1 uimsbf
}
forma_capa_objeto_video
2 uimsbf
resolucion_incremento_tiempo_vop
15 uimsbf
tasa_vop_fija
1 bslbf
if(forma_capa_objeto_video!="solo binario”){
if(forma_capa_objeto_video=="rectangular"){
bit_marcador
1 bslbf
ancho_capa_objeto_video
13 uimsbf
bit_marcador
1 bslbf
altura_capa_objeto_video
13 uimsbf
}
inhabilita_obmc
1 bslbf
Wisq
l pep!fe|diuoo uopeLU!}S0 eimqequ!
{
iqsimn
[^9-2]*8 ejjuiou^üueno^eLU
Qüueno^JiinoiQeuFeBjeo^!
Wisq
l ,H}UEno_EJ}U!oir}EW_E6jEO
iqsimn
[fr9-2]*8 ej}un!}ueno_}ELU
Q!}UEno_EJ}un}EW_E6jEo).n
Wisq
l ■H}UEnO_EJ}Un}EW_E6jEO
}(j.q.UEno—odj^Jj.!
Wisq
l i!}UEno_od!}
{
iqsimn
P |8X!d_Jod_s}!q
iqsimn
P i!}UEno_uo!S!O0jd
}(l!q 8 ou)j-!
Wisq
l }!q_8_ou
{
{
iqsLUjs
£1- o!ur0}uds-dns_EpEU0pjooo
Wisq
1 JOpEOJELU_J!q
iqsLUjs
£1- o!ur0}üds_bzrEpEU0pjooo
Wisq
1 JOpEOJELU_J!q
iqsimn
£1- omr0}uds-Ejn}|E
Wisq
1 JOpEOJELU_J!q
iqsimn
£1- O!ur0}uds_oqouE
}(11JE|n6UE}O0J„==O0p!A_O}0rqO_EdEO_ELUJOi):H
Wisq
1 0}üds_o||uq_O!qLUEO
iqsimn
2 0}üds_LUJOi0p_uo!S!O0jd
iqsimn
9 0}üds_LUJOi0p_so}und_Lunu
Wisq
l JOpEOJELU_J!q
iqsLUjs
£1- 0}uds-dns_EpEU0pjooo
Wisq
1 JOpEOJELU_J!q
iqsLUjs
£1- 0}uds_bzrEpEU0pjooo
Wisq
1 JOpEOJELU_l!q
iqsimn
£1- 0}üdS-O}|E
Wisq
1 JOpEOJELU_l!q
iqsimn
£1- 0}uds_oqouE
}(0J! jds—ejm ¡qEL| )j.!
Wisq
1 0}uds_E}!i!qEq
H6
>016
>606
>806
ÍZ eiqejj
81.02-80-21. S^260U U03
imagen5
imagen6
imagen7
inhabilita_resist_error
1 bslbf
if(!inhabilita_resist_error){
datos_particionados
1 bslbf
vlc_reversible
1 bslbf
}
escalabilidad
1 bslbf
if(escalabilidad){
id_capa_ref
4 uimsbf
direc_muestreo_capa_ref
1 bslbf
factor_n_muestreo_hor
5 uimsbf
factor_m_muestreo_hor
5 uimsbf
factor_n_muestreo_vert
5 uimsbf
factor_m_muestreo_vert
5 uimsbf
tipo_mejora
1 bslbf
}
}
vol_accesible_aleat
1 bslbf
codigo_inicio_sig()
if(habilita_sprite)
descodif_sprite_inic()
do{
if(sig_bits()=grupo_de_codigo_inicio_vop)
Plano de objeto Grupo_de_Video()
Plano de Objeto de Video()
}while((sig_bits()=grupo_de_codigo_inicio_vop)|| (sig_bits()=codigo_inicio_vop)
}
Cuando se realiza el procedimiento de reproducción de avance rápido o el procedimiento de reproducción de rebobinado rápido a los datos de imagen comprimidos de las imágenes en movimiento, los datos de trama codificados se seleccionan aleatoriamente a partir de los datos de imagen comprimidos y se descodifican a 5 continuación, y por lo tanto, es necesario decidir rápidamente si los datos de imagen comprimidos son o no adecuados para su uso en el procedimiento de reproducción de avance rápido o si los datos de trama codificados de los datos de imagen comprimidos son o no independientemente reproducibles.
Sin embargo, es imposible decidir rápidamente esto (adecuación para reproducción independiente y posibilidad de reproducción independiente) a partir de las cabeceras añadidas a los datos de imagen comprimidos convencionales 10 y de los datos de tramas codificadas.
Para decidir si los datos de imagen comprimidos son o no adecuados para su uso en la reproducción independiente, se extrae y analiza el marcador (datos 914 mostrados en las tablas 1-3) en la cabecera que contienen los datos comunes.
Para comprobar si el valor del marcador 914 en la cabecera es o no "1", es necesario que se extraigan todos los 15 datos comunes 903-913 colocados antes del marcador 914 y que se analicen a continuación mediante el análisis de
estos datos comunes antes de que se analice el marcador 914. Por ejemplo, hasta que se haya comprobado que el valor de los datos comunes 903a es "1", es imposible decidir si los datos comunes 903b y 903c están o no presentes.
En la cabecera añadida a los datos de imagen comprimidos convencionales, se colocan diversos datos tales como la 20 señal 902 síncrona que indica el comienzo de las imágenes en movimiento y los datos 903-913 comunes para los
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
datos de tramas codificadas, antes del marcador que indica si los datos de imagen comprimidos son o no adecuados para su uso en la reproducción independiente. La mayor parte de estos datos comunes solo sirven como un interruptor o similar. Esto significa que el procesamiento de los datos siguientes depende del valor de dichos datos comunes.
Por la razón anterior, se requiere mucho tiempo a partir del momento en que comienza el análisis de la cabecera hasta que comienza el análisis del marcador de adecuación para reproducción independiente.
La presente invención está dirigida a resolver el problema y un objeto de la presente invención es proporcionar un procedimiento de procesamiento de imagen que comprende un procedimiento de codificación para la producción de datos de imagen comprimidos de una estructura de datos que hace posible decidir rápidamente si los datos de imagen comprimidos correspondientes a una imagen en movimiento y los datos de tramas codificadas son o no adecuados para su uso en la reproducción independiente y si son o no reproducibles independientemente a partir de las cabeceras añadidas a estos datos, y un procedimiento de descodificación en una forma adaptada al procedimiento de codificación.
Otro objeto de la presente invención es proporcionar un medio de almacenamiento de datos que contiene un programa de procesamiento de imágenes para hacer que un ordenador realice el procedimiento de codificación y el procedimiento de descodificación.
Divulgación de la invención
La presente invención proporciona un procedimiento de transmisión de imágenes tal como se define en la reivindicación 1.
Breve descripción de los dibujos
Las figuras 1 son unos diagramas que muestran estructuras de datos de señales de imagen de acuerdo con una primera realización, en las que la figura 1(a) muestra una cabecera de secuencia, la figura 1(b) muestra los datos de imagen comprimidos de una estructura de datos que es adecuada para su uso en reproducción independiente, y la figura 1(c) muestran datos de imagen comprimidos de una estructura de datos con alta eficiencia de compresión.
La figura 2 es un diagrama de flujo para la explicación de un procedimiento de codificación de imágenes realizado mediante un procedimiento de procesamiento de imágenes de la primera realización.
La figura 3 es un diagrama de bloques que muestra una estructura de un aparato de procesamiento de imágenes que realiza el procesamiento de codificación de imagen de la primera realización.
La figura 4 es un diagrama que muestra una estructura de datos de los datos de imagen comprimidos que es diferente de la de los datos de imagen comprimidos de la primera realización.
Las figuras 5 son unos diagramas que muestran estructuras de datos de datos de imagen comprimidos de acuerdo con una modificación de la primera realización, en las que la figura 5(a) muestra una estructura de datos de datos de imagen comprimidos que es adecuada para su uso en reproducción independiente, y la figura 5(b) muestra una estructura de datos de datos de imagen comprimidos con alta eficiencia de compresión que es adecuada para su uso en reproducción independiente.
La figura 6 es un diagrama de flujo para la explicación de un procedimiento de codificación de imagen realizado mediante el procedimiento de procesamiento de imágenes de acuerdo con la modificación de la primera realización.
La figura 7 es un diagrama de flujo para la explicación de un procedimiento de descodificación de imagen de acuerdo con un procedimiento de procesamiento de imágenes de acuerdo con una segunda realización útil para la comprensión de la presente invención.
La figura 8 es un diagrama de bloques que muestra un aparato de procesamiento de imágenes que realiza un procedimiento de descodificación de la segunda realización.
Las figuras 9 son unos diagramas que muestran un medio de almacenamiento de datos (figura 9(a) y figura 9(b)) que contienen programas que hacen que un sistema de ordenador realice el procedimiento de codificación y el procedimiento de descodificación de cada realización, y la figura 9(c) es un diagrama, que muestra el sistema de ordenador.
Las figuras 10 son diagramas que muestran estructuras de datos de señales de imagen codificadas convencionales (datos comprimidos), en las que la figura 10(a) muestra datos de imagen comprimidos correspondientes a unas imágenes en movimiento, la figura 10(b) muestra datos de imagen comprimidos que son adecuados para su uso en reproducción independiente, y la figura 10(c) muestra datos de imagen comprimidos con alta eficiencia de compresión.
La figura 11 son unos diagramas para la explicación de los problemas asociados con estructuras de datos de señales de imagen codificadas convencionales, en las que la figura 11(a) muestra datos de imagen comprimidos que son adecuados para su uso en reproducción independiente, la figura 11(b) muestra datos de imagen comprimidos con alta eficiencia de compresión, y la figura 11(c) muestra datos de imagen comprimidos con alta eficiencia de compresión que son adecuados para su uso en reproducción independiente.
La figura 12 es un diagrama conceptual para la explicación del medio de almacenamiento de datos que contiene datos de imagen comprimidos correspondientes a diversos tipos de imágenes en movimiento.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
La figura 13 es un diagrama que muestra una cabecera de secuencia incluida en los datos de imagen comprimidos convencionales.
Mejor modo para llevar a cabo la invención
Ahora, se describirán realizaciones preferidas de la presente invención.
[Realización 1]
Un procedimiento de transmisión de imagen de la primera realización es capaz de transmitir datos de imagen comprimidos obtenidos mediante la codificación de modo compresivo de datos de imagen digitales (datos de imágenes en movimiento) correspondientes a unas imágenes en movimiento que comprende diversas tramas.
Suponiendo que los datos de imagen digitales usados en la presente realización son datos representados como una señal de imagen digital que comprende una señal de luminancia y una señal de crominancia. También, la señal de imagen digital puede ser una señal de imagen correspondiente a una imagen en un espacio de imagen convencional (imagen de visualización) de una forma rectangular o puede ser una señal imagen correspondiente a una zona de objeto (VOP: Plano de Objeto de Video) que incluye un objeto (una imagen de una forma arbitraria) sobre la imagen de visualización.
La figura 1 es un diagrama que muestra estructuras de datos de señales de imagen de acuerdo con la primera realización, en el que la figura 1(a) muestra una estructura de datos de una cabecera de los datos de imagen comprimidos.
Los datos Dv de imagen comprimidos comprenden datos Dp de tramas codificadas de las tramas respectivas y una cabecera Hv añadida antes de los datos Dp de tramas codificadas y que indica el atributo de los datos Dp.
Los datos Dp de tramas codificadas se obtienen mediante la codificación de modo compresivo de datos de imagen correspondientes a tramas respectivas de unas imágenes en movimiento. La cabecera Hv comprende una señal Hsd síncrona que indica el comienzo de los datos Dv de imagen comprimidos, un marcador Hfd de identificación (marcador RA) que indica si los datos Dv de imagen comprimidos son o no adecuados para su uso en reproducción aleatoria, datos Hcd (datos comunes) comunes a las tramas respectivas, y datos Had de alineación para la alineación de la señal Hsd síncrona, el marcador Hfd de identificación, y los datos Hcd comunes. En la reproducción aleatoria, los datos de tramas codificadas correspondientes a tramas arbitrarias se seleccionan y reproducen aleatoriamente.
Como ya se ha descrito en la técnica anterior, el procedimiento de codificación compresivo incluye dos tipos de procesamiento, concretamente, el procedimiento de codificación intra-trama y el procedimiento de codificación intertrama.
Pasando a la figura 1(b), los primeros datos Dva de imagen comprimidos se obtienen mediante la realización del procedimiento de codificación intra-trama a datos P(1)-P(n) de tramas (véase la figura 10(a)) correspondientes a todas las tramas de los datos D de imágenes en movimiento y son adecuados para su uso en la reproducción aleatoria. Por lo tanto, el valor del marcador Hfd de identificación, en una cabecera Hva de los primeros datos Dva de imagen comprimidos, es "1", indicando que los datos Dva de imagen comprimidos son adecuados para su uso en la reproducción aleatoria.
Pasando a la figura 1(c), los segundos datos Dvb de imagen comprimidos se obtienen mediante la realización del procedimiento de codificación intra-trama a los datos P(1) de la trama correspondientes a una trama al comienzo de los datos D de imágenes en movimiento y mediante la realización del procedimiento de codificación inter-trama a los siguientes datos P(2)-P(n) de tramas, y es menos adecuado para su uso en la reproducción aleatoria. Por lo tanto, el valor del marcador Hfd de identificación, en una cabecera Hvb de los segundos datos Dvb de imagen comprimidos, es "0", indicando que los datos Dvb de imagen comprimidos son menos adecuados para su uso en la reproducción aleatoria.
En el procedimiento de transmisión de la primera realización, se transmite la cabecera que incluye los datos comunes, y a continuación los datos de tramas comprimidos de las tramas respectivas se transmiten secuencialmente. Cuando se transmite la cabecera Hv, la señal Hsd síncrona, el marcador Hfd de identificación, los datos Hcd comunes, y los datos Had de identificación se transmiten en este orden.
Posteriormente, se describirá un procedimiento de procesamiento de imagen de la primera realización.
En este procedimiento de procesamiento de imagen, los datos D de imagen digitales (véase la figura 10(a)) se codifican de modo compresivo para producir unos de entre los primeros datos Dva de imagen comprimidos y los segundos datos Dvb de imagen comprimidos como los datos Dv de imagen comprimidos.
La figura 2 es un diagrama para la explicación del procedimiento de procesamiento de imagen de la primera realización y que muestra un flujo del procedimiento de codificación de acuerdo con el procedimiento de procesamiento.
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10
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20
25
30
35
40
45
50
Se inicia el procedimiento de codificación (Etapa 101). Se produce la señal Hsd síncrona de secuencia, indicando el comienzo de los datos Dv de imagen comprimidos (Etapa 102). La señal Hsd síncrona se representa mediante un código único (32 bits).
Se produce un código del marcador Hfd de identificación (Etapa 103). El marcador Hfd indica si todas las tramas de las imágenes en movimiento digitales se codifican o no de modo compresivo sin referencia a una trama distinta de una trama objetivo a ser procesado. El valor del marcador Hfd es "1" cuando todas las tramas han de codificarse comprensivamente sin referencia a otra trama, y el valor es "0" cuando no han de serlo.
Se producen un código de datos comunes requerido para la reproducción de los datos Dv de imagen comprimidos en un extremo de reproducción y un código de los datos de alineación y similares (Etapa 104).
Los datos (datos de tramas) correspondientes a las tramas respectivas se codifican de modo compresivo secuencialmente.
Siendo más específicos, cuando se introducen los datos P(1) de tramas correspondientes a la primera trama (Etapa 105), los datos de tramas se codifican de modo compresivo para producir datos Dp de tramas codificadas de acuerdo con el valor del marcador Hfd de identificación (Etapa 106).
Se describirá en breve a continuación la Etapa 106.
Cuando el valor del marcador Hfd de identificación es "1", todos los datos P(1)-P(n) de tramas se codifican intra- trama.
Siendo más específicos, los datos de imagen de cada trama se dividen en diversos macrobloques (espacios de imagen) compuesto cada uno de (16 * 16) píxeles en una trama. Además, los datos de imagen de cada macrobloque se dividen en sub-bloques correspondientes respectivamente a espacios de imagen compuesto cada uno de (8 * 8) píxeles. Los datos de imagen de cada sub-bloque se someten al procedimiento dCt para ser transformados en coeficientes DCT para cada sub-bloque, que se cuantifica para generar coeficientes de cuantificación, que se convierten en un código de longitud variable.
Se procesan así los macrobloques que componen una trama y se producen los datos de tramas codificadas resultantes.
Por otra parte, cuando el valor del marcador Hfd de identificación es "0", los datos P(1) se codifican intra-trama, y los otros datos P(2)-P(n) de tramas se codifican inter-trama.
Se describirá en breve a continuación el procedimiento de codificación inter-trama.
Inicialmente, mediante el procedimiento para detección de movimiento de unas imágenes en movimiento en una trama tal como "coincidencia de bloque", se detecta un macrobloque de predicción. Se detecta como el macrobloque de predicción una zona compuesta de (16 * 16) píxeles con los errores más pequeños entre los valores de píxel de los mismos y los valores de píxel de un macrobloque objetivo a ser codificado, a partir de los datos de imagen correspondientes a una trama codificada que está temporalmente adyacente a una trama a ser codificada.
Posteriormente, los datos de imagen del macrobloque de predicción se restan de los datos de imagen del macrobloque objetivo para producir unos datos diferencia del macrobloque objetivo, que se divide en señales de diferencia que correspondan respectivamente a sub-bloques, compuesto cada uno de (8 * 8) píxeles. A continuación, las señales diferencia se someten al procedimiento DCT para cada sub-bloque para generar los coeficientes DCT, que se cuantifican para cada sub-bloque para generar coeficientes de cuantificación, que se convierten en un código de longitud variable.
Se procesan así los macrobloques que componen una trama y se producen los datos de tramas codificadas resultantes.
A continuación de la Etapa 106, se decide si los datos de tramas de entrada son o no la última trama (Etapa 107). Cuando se decide que los datos de la trama de entrada no son la última trama, se realiza de nuevo la Etapa 106, o en caso contrario, se completa el procedimiento de codificación (Etapa 108).
El procedimiento de codificación se realiza así para producir o bien los datos Dva de imagen comprimidos mostrados en la figura 1(b) que son adecuados en reproducción aleatoria, o bien los datos de imagen comprimidos que son menos adecuados para la reproducción aleatoria mostrados en la figura 1(c).
Los datos de imagen comprimidos se transmiten a un extremo de descodificación a través de una línea de comunicación o se almacenan en el medio de almacenamiento y suministran a continuación desde los mismos.
Las tablas siguientes 4, 5 y 6 muestran un ejemplo de una estructura de los datos de imagen comprimidos así producidos, en particular, datos de alineación de la cabecera. Estas tablas muestran la estructura de los datos Dv de imagen comprimidos mostrados en la figura 11(a). Es decir, estas tablas no distinguen entre los datos Dva de
imagen comprimidos de la figura 1(b) y los datos Dvb de imagen comprimidos de la figura 1(c). [Tabla 4]
imagen8
imagen9
imagen10
imagen11
Capa del Objeto de Video(){
N.° de bits Mnemónico
codigojnicio_capa_objeto_video /*los 4 bits menos significativos especifican el valor de id capa objeto video*/
32 bslbf
vol_accesible_aleat
1 bslbf
es_identificador_capa_objeto
1 uimsbf
if(es_identificador_capa_objeto){
verid_capa_objeto_visual
4 uimsbf
prioridad_capa_objeto_visual
3 uimsbf
}
parametros_control_vol
1 bslbf
if(parametros_control_vol)
info_relacion_aspecto
4 uimsbf
codigo_tasa_vop
4 uimsbf
tasa_bit
30 uimsbf
tamaño_mem_vbv
18 uimsbf
formato_croma
2 uimsbf
retardo_bajo
1 uimsbf
}
forma_capa_objeto_video
2 uimsbf
resolucion_incremento_tiempo_vop
15 uimsbf
tasa_vop_fija
1 bslbf
if(forma_capa_objeto_video!="solo binario"){
if(forma_capa_objeto_video=="rectangular"){
bit_marcador
1 bslbf
ancho_capa_objeto_video
13 uimsbf
bit_marcador
1 bslbf
altura_capa_objeto_video
13 uimsbf
}
inhabilita_obmc
1 bslbf
habilita_sprite
1 bslbf
if(habilita_sprite){
ancho_sprite
13 uimsbf
bit_marcador
1 bslbf
alto_sprite
13 uimsbf
bit_marcador
1 bslbf
coordenada_izq_sprite
13 simsbf
bit_marcador
1 bslbf
coordenada_sup_sprite
13 simsbf
bit_marcador
1 bslbf
num_puntos_deform_sprite
6 uimsbf
precision_deform_sprite
2 uimsbf
cambio_briNo_sprite
1 bslbf
if(forma_capa_objeto_video=="rectangular"){
ancho_sprite_inic
13 uimsbf
bit_marcador
1 bslbf
altura_sprite_inic
13 uimsbf
bit_marcador
1 bslbf
coordenada_izq_sprite_inic
13 simsbf
bit_marcador
1 bslbf
coordenada_sup_sprite_inic
13 simsbf
}
}
no_8_bit
1 bslbf
if(no_8_bit){
precision_cuantif
4 uimsbf
bits_por_pixel
4 uimsbf
}
tipo_cuantif
1 bslbf
if(tipo_cuantif){
carga_mat_intra_cuantif
1 bslbf
if(carga_mat_intra_cuantif)
mat_cuantif_intra
8*[2-64] uimsbf
carga_mat_nointra_cuantif
1 bslbf
if(carga_mat_nointra_cuantif)
mat_cuantif_nointra
8*[2-64] uimsbf
}
inhabilita_estimacion_complejidad
1 bslbf
imagen12
813 <
imagen13
817 <
inhabilita_resist_error
1 bslbf
if(!inhabilita_resist_error){
datos_particionados
1 bslbf
vlc_reversible
1 bslbf
}
escalabilidad
1 bslbf
if(escalabilidad){
id_capa_ref
4 uimsbf
direc_muestreo_capa_ref
1 bslbf
factor_n_muestreo_hor
5 uimsbf
factor_m_muestreo_hor
5 uimsbf
factor_n_muestreo_vert
5 uimsbf
factor_m_muestreo_vert
5 uimsbf
tipo_mejora
1 bslbf
}
}
sig_codigo_inic{)
if(habilita_sprite)
descodif_sprite_inic()
do{
if(sig_bits()=grupo_de_codigo_inicio_vop)
Plano de objeto Grupo_de_Video()
Plano de Objeto de Video()
}while((sig_bits()=grupo_de_codigo_inicio_vop)|| (sig_bits()=codigo_inicio_vop)
}
Los datos listados en las tablas 4-6 se alinean continuamente en el orden de transmisión.
Al comienzo de la cabecera, hay colocada una señal 802 síncrona que indica el comienzo de las imágenes en movimiento. La señal 802 síncrona se representa mediante un código de longitud variable (32 bits). A continuación 5 de la señal 802 síncrona, hay colocados datos 814 correspondientes a un marcador Hfd de identificación de 1 bit. A continuación de los datos 814, hay colocados datos (datos comunes) 803-813 comunes a las tramas respectivas. En los datos 803-813 comunes, los datos 803-809 y 811-813 se representan cada uno mediante un código que tiene diversas longitudes de bits fijas y el dato 810 se representa por un código de longitud variable. A continuación de los datos 803-813 comunes, están colocados los datos 815 de alineación, que alinea la señal 802 síncrona, el código 10 814 del marcador de identificación, y los datos 803-813 comunes.
A continuación de los datos de alineación 815, hay colocados datos 816 y 817 con relación a los datos de tramas codificadas obtenidas mediante la realización del procedimiento de codificación intra-trama o del procedimiento de codificación inter-trama a tramas de las imágenes en movimiento. En la actualidad, estos datos 816 y 817 incluyen coeficientes DCT o etapas de cuantificación de acuerdo con MPEG 1, 2 y 4, aunque estos se muestran como un 15 grupo de datos en este ejemplo ilustrado.
Aunque los datos 814 correspondientes al marcador Hfd de identificación se colocan justamente después de la señal (datos 802) síncrona de la secuencia, pueden colocarse después de los datos 803 (separados en N bits de los datos 802). Preferentemente, los datos 814 se colocan antes de los datos del código de longitud fija con una condición de decisión o datos de código de longitud variable. En cualquier caso, es deseable disponer los datos 814 cerca de la 20 cabecera de los datos comunes.
De aquí en adelante en el presente documento, se dará una descripción de un aparato de procesamiento de imagen
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(aparato de codificación de imagen) que realiza el procedimiento de codificación compresivo de acuerdo con el procedimiento de procesamiento de imagen de la primera realización.
La figura 3 es un diagrama de bloques que muestra el aparato de codificación de imagen de la primera realización.
Un aparato 100a de codificación de imagen está adaptado para realizar codificación comprensiva de datos de imagen digital (datos de imágenes en movimiento) correspondiente a unas imágenes en movimiento que comprenden diversas tramas para producir datos de imagen comprimidos.
El aparato 100a de codificación de imagen incluye un generador 406 de datos de predicción para la generación de datos 420 de tramas de predicción de los datos de tramas objetivo correspondientes a una trama a ser procesada, basándose en los datos de tramas objetivo, y un sumador 402 para la producción de unos datos de tramas diferencia como un valor de diferencia entre los datos 416 de la trama objetivo y los datos 420 de la trama de predicción.
El aparato 100a de codificación de imagen incluye adicionalmente un compresor 403 de datos para la compresión de los datos 421 de salida desde el sumador para producir datos 423 comprimidos, y un codificador 414 de longitud variable para la realización de la codificación de longitud variable de los datos 423 comprimidos obtenidos desde el compresor 403 de datos. El compresor 403 de datos comprende una unidad 404 DCT para la realización del procedimiento DCT a los datos 421 de salida desde el sumador 402 y un cuantificador 405 para la cuantificación de los datos 422 de salida desde la unidad 404 DCT y producir la salida de los datos 423 comprimidos.
En el aparato 100a de codificación de imagen, los datos 416 de imágenes en movimiento se introducen a un primer terminal 401 de entrada y se suministran al generador 406 de datos de predicción a través de un primer interruptor 434a, en tanto que los datos 420 de la trama de predicción se suministran al sumador 402 a través de un segundo interruptor 434b. Los datos 423 comprimidos obtenidos desde el compresor 403 de datos se suministran al generador 406 de datos de predicción a través de un tercer interruptor 434c, y se produce la salida de información de movimiento (vector de movimiento) 418 generado por el generador 406 de datos de predicción hacia el codificador 414 de longitud variable a través de un cuarto interruptor 434d.
El aparato 100a descodificación de imagen incluye además un controlador 433 para la generación de información 436 de cabecera que incluye datos comunes a los respectivas tramas basándose en los datos de imagen digitales y produciendo la salida de la información 436 de cabecera hacia el codificador 414 de longitud variable, y controlando todo-nada los interruptores 434a-434d mediante el uso de las señales de control 437a-437d, respectivamente. Una señal 435 de control externamente introducida contiene el marcador Hfd de identificación que indica si los datos de imagen comprimidos son o no adecuados para su uso en la reproducción aleatoria en la que se seleccionan y reproducen los datos de tramas comprimidas correspondientes a una trama arbitraria.
El codificador 414 de longitud variable se usa para realizar codificación de longitud variable de la información 436 de cabecera, la información 418 de movimiento, y los datos 423 comprimidos, y produce la salida de un flujo de bits 431 como los datos Dv de imagen comprimidos a un terminal 415 de salida. El codificador 414 de longitud variable produce la salida de la cabecera Hv de acuerdo con la información 413 de cabecera. En la cabecera Hv, desde el código de inicio a lo largo del código hasta antes del código del marcador de identificación es de longitud fija.
Se describirá la construcción del generador 406 de datos de predicción.
El generador 406 de datos de predicción incluye un descompresor 407 de datos que recibe los datos comprimidos 423 desde el compresor 403 de datos a través del tercer interruptor 434c, descomprime los datos 423 comprimidos y produce la salida de los datos 426 descomprimidos, y un segundo sumador 409 que suma los datos 426 descomprimidos a los datos 420 de la trama de predicción y produce la salida de los datos 427 reproducidos. El compresor 407 de datos comprende un cuantificador 407a inverso que cuantifica inversamente los datos 423 comprimidos y una unidad 407b IDCT (transformada de coseno discreta inversa) que somete los datos 425 de salida del cuantificador 407a inverso a un procedimiento IDCT mediante la transformación de los datos en un dominio de la frecuencia a datos en un dominio espacial y produce la salida de los datos 426 descomprimidos.
El generador 406 de datos de predicción incluye adicionalmente una memoria 410 de tramas que contiene una salida 427 (datos reproducidos) del segundo sumador 409 como unos datos de imagen de referencia para una trama a ser procesada posteriormente. La memoria 410 de tramas se usa para producir datos de acuerdo con una señal 428 de dirección de lectura externamente introducida.
El generador 406 de datos de predicción aún incluye un detector 411 de movimiento que encuentra un vector de movimiento MV del bloque objetivo de una trama que se está procesando, basándose en los datos 416 de imagen digital de entrada, y produce la salida del vector de movimiento MV, un generador 412 de direcciones que genera la señal 428 de dirección de lectura de la memoria 410 de tramas de acuerdo con el vector 418 MV de movimiento a partir del detector 114 de movimiento, y una unidad 413 de lectura de señal de predicción que lee datos en un área en la memoria 410 de tramas que se especifica por la señal 428 de dirección de lectura y produce la salida de los datos 420 de la trama de predicción.
Posteriormente, se describirá el funcionamiento.
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Los datos de imagen digital se introducen en el primer terminal 401 de entrada, mientras que la información 435 del marcador Hfd de identificación (información del marcador) se introduce en el segundo terminal 432 de entrada. De acuerdo con la información 435 del marcador, el controlador 433 genera las señales 437a-437d de control, de acuerdo con las que se controlan todo-nada los interruptores 434a-434d respectivos. Las señales 437a-437d de control son las mismas señales.
Cuando el marcador Hfd de identificación indica que los datos Dv de imagen comprimidos son adecuados para su uso en la reproducción aleatoria, es decir, su valor es "1", los interruptores 434a-434d se conectan de acuerdo con las señales 437a-437d de control desde el controlador 433, respectivamente. De ese modo, se codifican intra-trama los datos de tramas correspondientes a todas las tramas de las imágenes en movimiento digitales de entrada.
Los datos de imagen digitales pasan por el sumador 402 y se envían al compresor 403 de datos, que realiza el procedimiento de compresión de datos (procedimiento DCT y procedimiento de cuantificación) a los datos de imagen digitales de acuerdo con la norma MPEG. Los datos 423 comprimidos (coeficientes de cuantificación) obtenidos desde el compresor 403 de datos se transforman en el código de longitud variable por el codificador 414 de longitud variable. Se producen así los datos Pa(1)-Pa(n) de tramas codificadas correspondientes a las tramas respectivas. En este momento, el codificador 414 de longitud variable transforma la señal Hsd síncrona de secuencia (señal de secuencia), el marcador de identificación (el valor=1), los datos Hcd comunes, y los datos Had de alineación en los códigos correspondientes, para formar la cabecera Hva. La cabecera Hva se forma de modo que la señal Hsd síncrona, el marcador Hfd1 de identificación, los datos Hcd comunes, y los datos Had de identificación se transmiten en este orden.
La cabecera Hva se añade a los datos Pa(1)-Pa(n) de tramas codificadas y se produce la salida de los datos Dva de imagen comprimidos resultantes desde el codificador 414 de longitud variable.
Por otra parte, cuando el marcador Hfd de identificación indica que los datos Dv de imagen comprimidos son menos adecuados para su uso en la reproducción aleatoria, es decir, su valor es "0", los interruptores 434a-434d se controlan a desconexión de acuerdo con las señales 437a-437d de control desde el controlador 433, respectivamente. De ese modo, por ejemplo, los datos P(1) de tramas codificadas correspondientes a una primera trama se codifican intra-trama y los otros datos P(2)-P(n) de tramas correspondientes a las tramas siguientes se codifican inter-trama.
Los procedimientos de codificación intra-trama son tal como se han descrito anteriormente, y por lo tanto, se describirá a continuación el procedimiento de codificación inter-trama.
Cuando se desconectan los interruptores 434a-434d de acuerdo con las señales 437a-434d de control desde el controlador 433, los datos de imagen digitales de entrada se codifican inter-trama.
El generador 406 de datos de predicción genera datos 420 de predicción para la trama a ser procesado basándose en los datos de tramas codificadas. El primer sumador 402 resta los datos 420 de la trama de predicción de los datos 416 de tramas correspondientes a la trama a ser procesada para generar datos 421 de tramas diferencia. En el compresor 403 de datos, la unidad 404 DCT transforma los datos 421 de la trama diferencia en datos 422 en el dominio de la frecuencia, y además, el cuantificador 405 cuantifica los datos 422 en coeficientes de cuantificación. Se produce la salida de los datos 423 comprimidos resultantes para el codificador 414 de longitud variable.
El codificador 414 de longitud variable transforma los datos 423 comprimidos (coeficientes de cuantificación) en códigos de longitud variable para producir los datos Pb(2)-Pb(n) de tramas codificadas.
Los datos 423 comprimidos también se introducen en el generador 406 de datos de predicción a través del tercer interruptor 434c. En el descompresor 407 de datos, el cuantificador 407a inverso cuantifica inversamente los datos 423 comprimidos en datos 425 en el dominio de la frecuencia, y la unidad 407b de IDCT inversa transforma los datos 425 de los datos 426 en el dominio espacial y produce la salida de los datos restaurados.
El segundo sumador a 409 añade los datos 426 restaurados a los datos 420 de predicción y produce la salida de los datos 427 reproducidos, que se almacenan en la memoria 410 de tramas como datos de referencia usados para la codificación de una trama posterior.
El detector 411 de movimiento detecta la información de movimiento de las imágenes en movimiento entre tramas mediante coincidencia de bloques o similar basándose en los datos 416 de imagen digital y produce la salida del vector 418 de movimiento hacia el generador 412 de dirección. El generador 412 de dirección genera la señal 428 de dirección para especificar un área de la memoria en la memoria 410 de tramas de acuerdo con el vector 418 de movimiento. La unidad 413 de lectura de la señal de predicción lee los datos en el área de memoria de la memoria 410 de tramas especificada por la señal 428 de dirección como los datos 420 de predicción y produce la salida de los datos 420 de predicción hacia el sumador 402.
El vector 418 de movimiento se envía al codificador 414 de longitud variable a través del cuarto interruptor 434d, a ser transformado en el código de longitud variable por el mismo.
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Se producen así los datos Pb(1)-Pb(n) de tramas codificadas. En este momento, el codificador 414 de longitud variable transforma la señal síncrona de secuencia (señal Hsd síncrona), el marcador Hfd2 de identificación (valor=0), los datos Hcd comunes, los datos Had de alineación, y similares en los códigos correspondientes, para formar la cabecera Hvb. La cabecera Hvb se forma de modo que la señal Hsd síncrona, el marcador Hfd2 de identificación, los datos Hcd comunes, y los datos Had de identificación se transmiten en este orden.
La cabecera Hvb se añade a los datos Pb(1)-Pb(n) de tramas codificadas y se produce la salida de los datos Dvb de imagen comprimidos resultantes desde el codificador 414 de longitud variable.
De esta manera, de acuerdo con la primera realización, cuando se codifican datos de imagen digital comprensivamente correspondientes a una imagen en movimiento para producir datos de imagen comprimidos, el marcador de identificación que indica si los datos de imagen comprimidos son adecuados o no para su uso en la reproducción aleatoria (independiente) se añaden justamente después de la señal Hsd síncrona situada al comienzo de la cabecera. Por lo tanto, es posible analizar rápidamente el marcador de identificación cuando se analiza la cabecera añadida a los datos de imagen comprimidos correspondientes a una imagen, y de ese modo decidir si los datos de imágenes comprimidos son adecuados o no para su uso en la reproducción aleatoria en un breve tiempo.
Mientras que la primera realización, el marcador de identificación se coloca justamente después de la señal Hsd de sincronización en la cabecera Hv de los datos Dv de imagen comprimidos, la estructura de la cabecera no está limitada a esto.
Por ejemplo, como una cabecera Hvm mostrada en la figura 4, la señal Hsd síncrona, los primeros datos Hcd1 comunes representados como código de longitud fija, un marcador Hfd de identificación, segundos datos Hcd2 comunes representados como un código de longitud variable, y datos Had de alineación pueden alinearse en este orden.
[Modificación de la primera realización]
Las figuras 5 y 6 son diagramas para explicar un procedimiento de transmisión de imagen y un procedimiento de procesamiento de imagen de acuerdo con una modificación de la primera realización, respectivamente.
Se muestran en la figura 5(a) unos primeros datos Dvc de imagen comprimidos adecuados para su uso en la reproducción aleatoria, y se muestran en la figura 5(b) unos segundos datos Dvd de imagen comprimidos menos adecuados para su uso en la reproducción aleatoria.
Los primeros datos Dvd de imagen comprimidos se obtienen mediante la realización del procedimiento de codificación intra-trama a los datos P(1)-P(n) de tramas (véase la figura 10(a)) de las tramas respectivas de los datos D de imágenes en movimiento. En los datos Dvc de imagen comprimidos, se añaden cabeceras(VLO) Hvc(1)-Hvc(n) de trama antes de los datos Pa(1)-Pa(n) de tramas codificadas, respectivamente. Cada una de las cabeceras Hvc(1)-Hvc(n) contiene un marcador Hfd1 que indica si cada uno de los datos Pa(1)-Pa(n) de tramas codificadas correspondientes son o no reproducibles independientemente (aleatoriamente).
Dado que los datos Pa(1)-Pa(n) de tramas codificadas se obtienen mediante el procedimiento de codificación intra- trama, el valor del marcador Hfd1 en cada una de las cabeceras Hvc(1)-Hvc(n) es "1", indicando que los datos de tramas codificadas correspondientes son reproducibles aleatoriamente.
En cada una de las cabeceras Hvc(1)-Hvc(n), como en la cabecera Hv incluida en los primeros datos Dv de imagen comprimidos mostrada en la figura 1, la señal Hsd síncrona, el marcador Hfd1, los datos Hdc comunes, y los datos Had de alineación se alinean en este orden. Como en la primera realización, la cabecera que incluye el marcador Hfd de identificación que indica que los datos Dvc de imagen comprimidos son adecuados para su uso en la reproducción aleatoria, se añade a los datos Dvc de imagen comprimidos, aunque esto no se muestra.
Los segundos datos Dvd de imagen comprimidos se obtiene mediante la realización del procedimiento de codificación intra-trama a los datos de tramas correspondientes a tramas específicas de los datos D de imágenes en movimiento y mediante la realización del procedimiento de codificación inter-trama a los otras tramas.
También en los datos Dvd de imagen comprimidos, como en los datos Dvc de imagen comprimidos, las cabeceras (VOL) Hvd(1), ..., Hvd(r), ..., Hvd(n) de trama se añaden antes de los datos Pd(1), ..., Pd(r), ..., Pd(n) de tramas codificadas, respectivamente. Cada una de las cabeceras (VOL) Hvd(1), ..., Hvd (r), ..., Hvd(n) de trama contiene un marcador Hfd1 o un marcador Hfd0 que indica si cada uno de los datos Pd(1), ..., Pd(r), ..., Pd(n) de tramas codificadas correspondiente es o no reproducible aleatoriamente.
Dado que los datos Pd(1) y Pd(r) de tramas codificadas se obtienen mediante el procedimiento de codificación intra- trama, el valor del marcador Hfd1 en cada una de las cabeceras Hvd(1) y Hvd(r) es "1", indicando que cada uno de los datos Pd(1) y Pd(r) de tramas codificadas es reproducible aleatoriamente. Por otra parte, los datos Pd(2), Pd(3), Pd(4), ..., Pd(n-1), Pd(n) de tramas codificadas se obtienen mediante el procedimiento de codificación inter-trama, el valor del marcador Hfd0 en cada una de las cabeceras Hvd(2), Hvd(3), Hvd(4), ..., Hvd(n-1), Hvd(n) es "0", indicando que cada uno de los datos Pd(2), Pd(3), Pd(4), ..., Pd(n-1), Pd(n) de cuadros no es aleatoriamente reproducible.
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En cada una de las cabeceras Hvd(1), ..., Hvd(r), ..., Hvd(n), como en la cabecera Hv de los datos Dv de imagen comprimidos de la primera realización mostrada en la figura 1, la señal Hsd síncrona, el marcador Hfd1 o Hfd0, los datos Hcd comunes, y los datos Had de alineación se alinean en este orden. Como en la primera realización, la cabecera que incluye el marcador Hfd de identificación que indica que los datos Dvd de imagen comprimidos son menos adecuados para su uso en la reproducción aleatoria, se añade a los datos Dvd de imagen comprimidos, aunque esto no se muestra.
En este primer procedimiento de transmisión de la modificación, se transmite primero la cabecera del conjunto de datos de imagen comprimidos y a continuación se transmiten secuencialmente los datos de tramas comprimidos (datos de tramas codificadas) de las tramas respectivas junto con las cabeceras de trama correspondientes. Cuando se transmite la cabecera del conjunto de datos de imagen comprimidos, o la cabecera de trama Hvc o Hvd, la señal Hsd síncrona, el marcador Hfd de identificación, o el marcador Hfd1 o Hfd0, los datos Hcd comunes, y los datos Had de identificación se transmiten en este orden.
Se describirá un procedimiento de procesamiento de imagen de acuerdo con la modificación.
La figura 6 es un diagrama para la explicación del procedimiento de procesamiento de imagen de la modificación a la que se ha extendido el procedimiento de procesamiento de imagen de la primera realización de la figura 2.
En este procedimiento de procesamiento de imagen de la modificación, las Etapas 105-107 incluidas en el procedimiento de procesamiento de la primera realización de la figura 2 son sustituidas por la Etapa 205, Etapa 209, Etapa 210, y Etapa 207 mostradas en la figura 6. Las otras Etapas 201-204, y 208 incluidas en el procedimiento de la modificación son idénticas a las Etapas 101-104, y 108 incluidas en el procedimiento de la primera realización.
Esto se describirá en detalle a continuación.
Pasando a la figura 6, se inicia el procedimiento de codificación (Etapa 201). Se genera la señal Hsd síncrona de secuencia que indica el comienzo de los datos Dv de imagen comprimidos (Etapa 202). La señal Hsd síncrona se representa mediante un código único (32 bits).
Posteriormente, se genera un código del marcador Hfd de identificación (Etapa 203). Cuando todas las tramas de las imágenes en movimiento digitales han de ser codificados de modo compresivo sin referencia a otras tramas, el valor del marcador Hfd de identificación es "1", mientras que si no han de serlo, el valor es "0".
Se producen un código de datos comunes requerido para la reproducción de los datos Dv de imagen comprimidos en el extremo de reproducción y un código de los datos de alineación (Etapa 204).
Los datos de trama de las tramas respectivas de las imágenes en movimiento se codifican de modo compresivo secuencialmente (Etapas 205, 209, 210, 207).
Para ser más detallado, se introducen los datos de tramas (Etapa 205). Se genera una señal síncrona de la trama (Etapa 209). La señal síncrona de la trama es diferente de la señal síncrona de la secuencia de la Etapa 202 en que se representa mediante un código único que indica el comienzo de cada trama. Un marcador que indica si los datos de trama codificados de una trama objetivo son o no reproducibles independientemente (Etapa 210). De acuerdo con el valor del marcador Hfd de identificación y el valor del marcador que indica si los datos de la trama codificados son o no reproducibles independientemente, los datos de la trama de entrada se codifican de modo compresivo para producir datos de la trama codificados (Etapa 206).
El procedimiento de codificación de la Etapa 206 es idéntico al de la Etapa 106 de la primera realización.
Siendo más específicos, cuando el valor del marcador Hfd de identificación es "1", todos los datos P(1)-P(n) de tramas de los datos D de imágenes en movimiento se codifican intra-trama, mientras que cuando el valor del marcador Hfd es "0", de acuerdo con el marcador que se refiere a la posibilidad de reproducción independiente, los datos de tramas especificadas de las imágenes D en movimiento se codifican intra-trama y los otros datos de tramas se codifican inter-trama.
A continuación de la Etapa 206, Se decide si los datos de tramas de entrada son o no la última trama (Etapa 207). Cuando se decide que los datos de la trama de entrada no son la última trama, la generación de la señal síncrona de la trama en la etapa 209, la generación del marcador con relación a la posibilidad de reproducción independiente en la etapa 210, y el procedimiento de codificación en la Etapa 206 se realizan de nuevo, o en caso contrario, se completa el procedimiento de codificación (Etapa 208).
El procedimiento de codificación se realiza así para producir o bien los datos Dvc de imagen comprimidos adecuados para su uso en la reproducción aleatoria tal como se muestra en la figura 5(a) o bien los datos Dvd de imagen comprimidos con alta eficiencia de codificación que son menos adecuados para su uso en la reproducción aleatoria tal como se muestra en la figura 5(b).
Estos datos de imagen comprimidos se transmiten al extremo de descodificación a través de la línea de comunicación o se almacenan en el medio de almacenamiento a ser suministrado al extremo de descodificación.
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De acuerdo con la modificación de la primera realización, además del procedimiento de codificación realizado mediante el procedimiento de procesamiento de imagen de la primera realización, se añade la cabecera de la trama (cabecera auxiliar) a los datos de la trama codificados (datos de la trama comprimida) de cada una de las tramas de los datos de imagen comprimidos, la cabecera de la trama incluye el marcador que indica si los datos de la trama codificados correspondientes son o no reproducibles independientemente, y a partir del código de inicio de la cabecera de la trama a lo largo de los códigos inmediatamente antes del marcador son fijos en longitud. Por lo tanto, es posible analizar rápidamente el marcador de identificación incluido en la cabecera del conjunto de datos de imagen comprimidos y el marcador incluido en la cabecera de la trama cuando se analiza la cabecera de la trama añadida a los datos de la trama codificados. En esta modificación, cuando se realiza el procedimiento de reproducción de avance rápido a los datos de imagen comprimidos, de acuerdo con el marcador incluido en la cabecera de la trama, se decide rápidamente si los datos de la trama codificados de cada trama son o no reproducibles independientemente, mediante lo que el procedimiento de reproducción rápida puede realizarse preferentemente.
[Realización 2]
De aquí en adelante en el presente documento, se describirá un procedimiento de procesamiento de imagen de acuerdo con una segunda realización útil para la comprensión de la invención.
En este procedimiento de procesamiento de imagen, los datos de imagen comprimidos que se obtienen mediante la codificación de modo compresivo de los datos de imágenes digitales correspondientes a unas imágenes en movimiento que comprenden una pluralidad de tramas, se descodifican para proporcionar datos de imagen reproducidos correspondientes a las imágenes en movimiento. En esta segunda realización, es la premisa que los datos de imagen comprimidos a ser descodificados son los datos Dv de imagen comprimidos que tienen la estructura de datos mostrada en la figura 1(a). Siendo más específicos, los datos Dv de imagen comprimidos son o bien los datos Dva de imagen comprimidos adecuados para su uso en la reproducción aleatoria (figura 1(b)) o bien los datos Dvb de imagen comprimidos que son menos adecuados para su uso en la reproducción aleatoria pero tienen una alta eficiencia de codificación (figura 1(c)).
La figura 7 es un diagrama para la explicación del procedimiento de procesamiento de imagen de acuerdo con esta segunda realización, que ilustra el flujo de un procedimiento de descodificación mediante el procedimiento de procesamiento de imagen.
Inicialmente, cuando se introducen los datos Dv de imagen comprimidos que se han codificado mediante el procedimiento de procesamiento de imagen de la primera realización (estructura de datos específica que se muestra en la tabla 4-tabla 6) (etapa 301), se detecta la señal síncrona de secuencia en la cabecera añadida a los datos Dv de imagen comprimidos en el procedimiento de codificación (etapa 302). Esta señal síncrona de secuencia corresponde a los datos 802 en la tabla 4.
Posteriormente, de acuerdo con una señal de control dada mediante operación externa, se decide si se ha de realizar o no una reproducción de acceso aleatorio para reproducción de avance rápido, reproducción de rebobinado rápido, o edición de imagen (etapa 303). La señal de control se da mediante la entrada externa, tal como una operación de pulsación del botón de avance rápido.
Cuando el resultado de la decisión en la etapa 303 es que no se realiza la reproducción de acceso aleatorio, se analizan los datos comunes en la cabecera (datos 803-815 en las tablas 4-6) para prepararse para la descodificación de los datos de tramas codificadas correspondientes a las tramas respectivas (etapa 307).
Posteriormente, se reproducen los datos de trama codificados de los respectivas tramas mediante un procedimiento de descodificación predeterminado (etapa 310).
En esta segunda realización, para los datos de trama codificados de la trama I, los coeficientes de cuantificación correspondientes a cada sub-bloque se someten a cuantificación inversa y a DCT inversa para reproducir los datos de imagen correspondientes a cada macrobloque, y este procedimiento se realiza para todos los macrobloques que componen la trama.
Para los datos de trama codificados de las tramas P o de las tramas B, se realiza una descodificación inter-trama con referencia a los datos reproducidos de otras tramas.
Siendo más específicos, en la descodificación inter-trama, los coeficientes de cuantificación (coeficientes DCT cuantificados) de cada sub-bloque se someten a cuantificación inversa y a DCT inversa para restaurar los datos diferencia correspondientes a cada macrobloque. Posteriormente, se generan los datos de predicción para los datos de imagen correspondientes a un macrobloque objetivo (macrobloque a ser descodificado) en una trama a ser procesada, mediante compensación de movimiento a partir de los datos de imagen de una trama que ya se ha descodificado. Los datos de predicción y los datos diferencia restaurados se añaden para reproducir datos de imagen del macrobloque objetivo.
Posteriormente, se decide si los datos de la trama codificados a ser descodificados corresponden o no a la última
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trama en los datos Dv de imagen comprimidos (etapa 311). Cuando el resultado de la decisión es que los datos de la trama codificados no corresponden a la última trama, se lleva a cabo de nuevo el procedimiento de codificación en la etapa 310. Cuando los datos de trama codificados corresponden a la última trama, se finaliza la descodificación de los datos Dv de imagen codificados (etapa 312).
Por otra parte, cuando el resultado de la decisión en la etapa 303 es que no se ha de realizar la reproducción de acceso aleatorio, inicialmente, se decide si los datos de imagen comprimidos a ser descodificados son adecuados o no para su uso en la reproducción aleatoria. Es decir, se extrae el marcador Hfd de identificación, que se ya se ha descrito para el procedimiento de codificación (etapa 304). En esta segunda realización, los datos 814 del marcador Hfd de identificación se colocan justamente después de los datos 802 (señal síncrona de secuencia). Por lo tanto, el marcador Hfd de identificación puede extraerse inmediatamente después del análisis de la señal síncrona de secuencia.
A continuación, se comprueba el valor del marcador Hfd de identificación para decidir si los datos Dv de imagen comprimidos introducidos son adecuados o no para su uso en la reproducción de acceso aleatorio (reproducción independiente) (etapa 305).
Cuando el valor del marcador Hfd de identificación es "1", este marcador Hfd indica que los datos Dv de imagen comprimidos son adecuados para su uso en la reproducción independiente, mientras que cuando el valor del marcador Hfd de identificación es "0", este marcador Hfd indica que los datos Dv de imagen comprimidos son menos adecuados para su uso en la reproducción independiente.
Cuando el resultado de la decisión en la etapa 305 es que el valor del marcador Hfd de identificación es "1", se analizan los datos comunes, que siguen al marcador Hfd de identificación y que se relacionan con el procesamiento de imagen de las tramas respectivas (etapa 308). Posteriormente, se reproducen los datos codificados correspondientes a las tramas respectivas mediante descodificación (etapa 310). El procedimiento de descodificación de la etapa 310 en este caso es diferente del procedimiento de descodificación del caso en el que no se realiza acceso aleatorio, solamente en que no se realiza la descodificación inter-trama.
Posteriormente, se decide si los datos de la trama codificados a ser descodificados corresponden o no a la última trama en los datos Dv de imagen comprimidos (etapa 311). Cuando el resultado de la decisión es que los datos de la trama codificados no corresponden a la última trama, se lleva a cabo de nuevo el procedimiento de codificación en la etapa 310. Cuando los datos de trama codificados corresponden a la última trama, se finaliza la descodificación de los datos Dv de imagen codificados (etapa 312).
Por otra parte, cuando el resultado de la decisión en la etapa 305 es que el valor del marcador Hfd de identificación es "0", es decir, cuando los datos Dv de imagen comprimidos son menos adecuados para su uso en la reproducción independiente, se produce un mensaje que describe que la reproducción independiente no se realizará (etapa 306), y se finaliza la descodificación de los datos Dv de imagen comprimidos introducidos (etapa 312).
Como se ha descrito anteriormente, en el procedimiento de descodificación de imagen de acuerdo con la segunda realización, dado que la cabecera de los datos Dv de imagen comprimidos introducidos está constituida de modo que el marcador Hfd de identificación se coloca justamente después de la señal síncrona de secuencia, es posible decidir inmediatamente si los datos Dv de imagen comprimidos correspondientes a unas imágenes en movimiento son o no adecuados para su uso en la reproducción independiente, es decir, si todos los datos de trama codificados correspondientes a las tramas respectivas que componen las imágenes en movimiento son o no reproducibles independientemente.
Mientras que en esta segunda realización la detección de la señal síncrona de secuencia (etapa 302) se realiza antes de la decisión de acceso aleatorio (etapa 303), la etapa 302 puede realizarse después de la etapa 303.
Además, mientras que en esta segunda realización el marcador Hfd de identificación se coloca justamente después de la señal síncrona de secuencia en la cabecera de los datos Dv de imagen comprimidos a ser descodificados, el marcador Hfd de identificación puede colocarse después de los datos de longitud fija de N bits en la cabecera de los datos Dv de imagen comprimidos. En este caso, cuando se realiza al acceso aleatorio, el marcador Hfd de identificación se extrae sin extraer los datos de N bits en la etapa 304, y el análisis de los datos que incluyen los datos de N bits se realiza en la etapa 308.
Adicionalmente, cuando el marcador Hfd de identificación se coloca antes de los datos con la condición de decisión (datos codificados de longitud fija) o los datos codificados de longitud variable, el marcador que indica si los datos son o no reproducibles independientemente puede extraerse inmediatamente sin necesidad de decidir la condición y, por lo tanto, eso es adecuado para el acceso aleatorio. Especialmente en el caso en el que el marcador Hfd de identificación se coloca antes del código de longitud variable, cuando se analizan los datos antes del marcador Hfd de identificación, no es necesario comparar los datos de la cabecera de entrada con los datos preparados en la tabla, mediante lo que el marcador Hfd de identificación puede extraerse inmediatamente.
Además, la estructura de cabecera del conjunto de datos Dv de imagen comprimidos no está limitada a lo que se ha descrito anteriormente en que el marcador de identificación se coloca justamente después de la señal Hsd síncrona.
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Como se muestra en la figura 5, puede darse una cabecera de trama que incluye un marcador con relación a la posibilidad de reproducción independiente a cada uno de los datos de trama codificados que componen los datos de imagen comprimidos. En este caso, que no está cubierto por la reivindicación, dado que existe el marcador para cada trama, solo la comprobación de los datos de la trama codificados correspondientes a cada trama es suficiente para decidir si esta trama es o no reproducible independientemente. También en este caso, dado que el marcador se coloca justamente después de la señal síncrona de la trama en la cabecera de la trama, puede decidirse en un corto tiempo si los datos de la trama son o no reproducibles independientemente.
Se describirá ahora un aparato de procesamiento de imagen (aparato de descodificación de imagen) para la realización del procedimiento de descodificación compresivo mediante el procedimiento de procesamiento de imagen de acuerdo con la segunda realización.
La figura 8 es un diagrama de bloques que ilustra el aparato de descodificación de imagen de acuerdo con la segunda realización.
El aparato 100b de descodificación de imagen está adaptado para recibir datos 511 de imagen comprimidos que se obtienen mediante la codificación de modo compresivo de datos de imágenes digitales correspondientes a unas imágenes en movimiento que comprenden una pluralidad de tramas, y descodificar los datos de imágenes comprimidos para proporcionar datos de imágenes reproducidos correspondientes a las imágenes en movimiento. En esta segunda realización, es la premisa que los datos de imagen comprimidos se generan mediante el aparato 100a de codificación de imagen de acuerdo con la primera realización.
Siendo más específicos, el aparato 100b de descodificación de imagen incluye un analizador 502 y un descompresor 503 de datos. El analizador 502 analiza la cabecera y los otros datos incluidos en los datos 511 de imagen comprimidos para generar información 523 de control o información 524 de movimiento, y analiza los datos correspondientes a cada trama incluida en los datos 511 de imagen comprimidos para producir la salida de los datos 512 de trama comprimidos. El descompresor 503 descomprime los datos 512 de trama comprimidos correspondientes a cada trama para generar datos 514 de trama descomprimidos.
En esta segunda realización, el analizador 502 se construye de modo que analice el marcador de identificación sin analizar los datos comunes compuestos de códigos de longitud fija extendidos desde el comienzo de la cabecera antes del marcador de identificación. El descompresor 503 de datos comprende un cuantificador 503a inverso y una unidad 503b de DCT inversa. El cuantificador 503a inverso somete a los datos de imagen comprimidos a cuantificación inversa para generar datos 513 en el dominio de la frecuencia, y la unidad 503b DCT inversa somete la salida del cuantificador 503a inverso a DCT inversa para transformar los datos en el dominio de la frecuencia a dados en el dominio del espacio y produce la salida de los datos 514 de trama descomprimidos.
El aparato 100b de descodificación de imagen incluye adicionalmente un generador 506 de datos de predicción y un sumador 505. El generador 506 de datos de predicción genera datos 520 de trama de predicción basándose en los datos de trama descomprimidos obtenidos desde el descompresor 503 de datos. El sumador 505 añade los datos de trama descomprimidos correspondientes a una trama objetivo y los datos 520 de la trama de predicción correspondiente para producir la salida de los datos 515 de trama reproducidos a un terminal 510 de salida.
En el aparato 100b de descodificación de imagen, la información 524 de movimiento (vector de movimiento) obtenida mediante análisis por el analizador 502 se suministra a través del primer interruptor 522a al generador 506 de datos de predicción, y los datos 520 de la trama de predicción se suministran a través del segundo interruptor 522b al sumador 505. Además, los datos 515 de trama reproducidos obtenidos desde el sumador 505 se suministran a través del tercer interruptor 522c al generador 506 de datos de predicción.
Adicionalmente, el aparato 100b de descodificación de imagen incluye un controlador 521 que controla los interruptores 522a-522c mediante el uso de señales de control 525a-525c, basándose en la información 523 de control obtenida mediante análisis de la cabecera por el analizador 502.
Se describirá con más detalle el generador 506 de datos de predicción.
El generador 506 de datos de predicción incluye una memoria 507 de tramas que almacena la salida 515 (datos reproducidos) del sumador 505 como datos de imagen de referencia para una trama a ser procesada a continuación. La memoria 507 de tramas produce la salida de los datos almacenados en ella, de acuerdo con una señal 518 de dirección de lectura.
Además, el generador 506 de datos de predicción incluye un generador 508 de dirección y una unidad 509 de lectura de señal de predicción. El generador 508 de dirección genera la señal 518 de dirección de lectura hacia la memoria 510 de tramas, basándose en el vector 517 de movimiento desde el analizador 502. La unidad 509 de lectura de la señal de predicción obtiene datos en un área especificada por la señal 518 de dirección de lectura desde la memoria 510 de tramas, y produce su salida como los datos 520 de la trama de predicción.
Se describirá la operación del aparato 100b de descodificación de imagen.
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Cuando los datos de imagen comprimidos que tienen el formato mostrado en la tabla 4 - tabla 6 que se han codificado de modo compresivo por el aparato 100a de codificación de la primera realización se introducen en el terminal 501 de entrada, inicialmente, el analizador 502 analiza la cabecera de los datos de imagen comprimidos para detectar la señal síncrona de secuencia y similares. Por su parte, se introduce en el analizador 502, una señal de control externa (no mostrada) que indica si se ha de realizar o no un acceso aleatorio para reproducción de avance rápido, reproducción de rebobinado rápido, o de edición de imagen, mediante una entrada externa tal como una operación de pulsación de un botón de avance rápido.
Cuando no se realiza el acceso aleatorio, el analizador 502 analiza los datos comunes (datos 803-815 en las tablas 4-6) para prepararse para la descodificación de los datos de tramas codificadas de las tramas respectivas. En este caso, los interruptores 522a-522c son controlados cada uno de acuerdo con el tipo de codificación de la trama (imagen I, imagen P, imagen B) por la señal de control desde el controlador 521.
Además, el analizador 502 extrae el vector 524 de movimiento basándose en los datos de trama codificados de cada trama en los datos de imagen comprimidos y, además, produce la salida de una escala de cuantificación y coeficientes de cuantificación de cada trama como datos 512 comprimidos para el descompresor 503 de datos.
Cuando los datos de trama codificados se han obtenido mediante el procedimiento de codificación intra-trama, los datos 512 comprimidos (coeficientes de cuantificación) se someten a cuantificación inversa por el cuantificador 503a en el descompresor 503 de datos para ser transformados a datos 503 en el dominio de la frecuencia, que se someten a DCT inversa mediante la unidad 503b de DCT inversa para ser transformados a datos 514 en el dominio del espacio (datos descomprimidos). La cuantificación inversa y la DCT inversa se realizan para cada uno de los sub-bloques que componen uno de los macrobloques que componen una trama. A continuación, los datos 514 descomprimidos correspondientes a cada macrobloque pasan a través del sumador 505 y se obtienen como datos 515 reproducidos a través del terminal 510 de salida.
Cuando los datos de trama codificados se han obtenido mediante el procedimiento de codificación inter-trama, en el descompresor 503 de datos, los datos comprimidos (coeficientes de cuantificación) correspondientes a cada subbloque se someten a cuantificación inversa y a DCT inversa y de ese modo se restauran los datos diferencia correspondientes a cada macrobloque como los datos descomprimidos. A continuación, el sumador 505 añade los datos diferencia de un macrobloque objetivo a los datos de predicción correspondientes y produce la salida de los datos 515 reproducidos.
En el generador 506 de datos de predicción, los datos reproducidos de una trama que ya se ha descodificado y está almacenado en la memoria 507 de tramas se leen de la memoria 507 de tramas como datos de predicción para el macrobloque objetivo en la trama a ser descodificada, mediante compensación de movimiento usando el generador 508 de direcciones y la unidad 509 de lectura de señal de predicción, como en el procedimiento de predicción del aparato de codificación.
Es decir, en el generador 506 de datos de predicción, el generador 508 de direcciones genera la señal 518 de dirección de la memoria 507 de tramas, basándose en el vector de movimiento desde el analizador 502. A continuación, la unidad 509 de lectura de la señal de predicción obtiene datos en el área especificada por la señal de dirección como los datos 520 de predicción.
Posteriormente, el sumador 505 añade los datos diferencia desde el descompresor 503 de datos y los datos de predicción y produce la salida de los datos reproducidos del macrobloque objetivo.
Por otra parte, cuando se realiza el acceso aleatorio, se analiza el marcador de identificación en la cabecera de los datos comprimidos a ser descodificados para decidir si los datos de imagen comprimidos son o no adecuados para su uso en la reproducción independiente.
Es decir, el analizador 502 extrae el marcador 523 de identificación y produce de su salida hacia el controlador 521.
En la cabecera de los datos de imagen comprimidos, los datos 814 correspondientes al marcador Hfd de identificación se colocan justamente después de los datos 802 correspondientes a la señal síncrona de secuencia y, por lo tanto, el marcador Hfd de identificación puede extraerse en un breve tiempo.
Cuando se introduce el marcador Hfd de identificación al controlador 512, el controlador 521 analiza el marcador Hfd de identificación para decidir si los datos de imagen comprimidos son adecuados o no para su uso en la reproducción aleatoria.
Cuando se decide que los datos de imagen comprimidos son adecuados para su uso en la reproducción aleatoria (es decir, cuando el valor del marcador Hfd de identificación es "1"), el analizador 502 analiza (realiza la descodificación de longitud variable de) los datos comunes y, posteriormente, el descompresor 503 de datos realiza la reproducción para proporcionar los datos reproducidos de los datos de la trama codificados correspondientes a una trama especificada. En el procedimiento de descodificación, dado que no se lleva a cabo la descodificación inter-trama, a diferencia del procedimiento de descodificación en el que no se realiza el acceso aleatorio, los interruptores 522a-522c se mantienen en los estados de DESCONEXIÓN por las señales de control desde el
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controlador 521.
Cuando el valor del marcador Hfd de identificación es "0" (es decir, cuando los datos de imagen comprimidos son menos adecuados para su uso en la reproducción independiente), la información que describe que la descodificación independiente no debería realizarse se suministra desde el controlador 521 a las partes deseadas del aparato de descodificación.
Como se ha descrito anteriormente, de acuerdo con el aparato de descodificación de imagen de la segunda realización, dado que el análisis de la señal síncrona de secuencia en la cabecera de los datos Dv de imagen comprimidos es seguida por análisis del marcador Hfd de identificación, es posible decidir inmediatamente si los datos Dv de imagen comprimidos correspondientes a unas imágenes en movimiento son o no adecuados para su uso en la reproducción independiente, es decir, si todos los datos de la trama codificados correspondientes a las tramas respectivas que componen las imágenes en movimiento son o no reproducibles independientemente.
Cuando un programa de procesamiento de imagen para la realización del procesamiento de imagen de acuerdo con cualquiera de las realizaciones y modificaciones descritas anteriormente por software se graba en un medio de almacenamiento de datos tal como un disco flexible, el procesamiento de imagen puede implementarse fácilmente en un sistema informático independiente.
Las figuras 9(a)-9(c) son diagramas para la explicación del caso en el que el procesamiento de imagen de acuerdo con cualquiera de las realizaciones y modificaciones descritas anteriormente es ejecutado por un sistema informático, usando un disco flexible que contiene el programa de procesamiento de imagen.
La figura 9(a) muestra una vista frontal de un disco flexible FD, una vista en sección transversal del mismo, y un cuerpo del disco flexible D. La figura 9(b) muestra un ejemplo de un formato físico del cuerpo del disco flexible D.
El disco flexible FD tiene una configuración en la que la carcasa del disco flexible FC contiene el cuerpo del disco flexible D. Sobre la superficie del cuerpo del disco flexible D, se forman una pluralidad de pistas Tr formadas concéntricamente a partir de la circunferencia exterior del disco hacia la circunferencia interior. Cada pista Tr se divide en 16 sectores (Se) en la dirección angular. Por lo tanto, en el disco flexible FD que tiene el programa anteriormente mencionado, los datos del programa se registran en los sectores asignados sobre el cuerpo del disco flexible D.
La figura 9(c) ilustra la estructura para la grabación del programa en el disco flexible FD y la realización del procesamiento de imagen por el software que usa el programa almacenado en el disco flexible FD.
Siendo más específicos, cuando el programa se graba en el disco flexible FD, los datos del programa se escriben en el disco flexible FD desde el sistema informático Cs a través de la unidad FDD del disco flexible. Cuando se construye en el sistema informático Cs el aparato de codificación de imagen o el aparato de descodificación de imagen anteriormente descritos mediante el programa grabado en el disco flexible FD, el programa es leído desde el disco flexible FD por la unidad FDD de disco flexible y a continuación es cargado en el sistema informático Cs.
Aunque en la descripción anterior se emplea un disco flexible como el medio de almacenamiento de datos, puede emplearse un disco óptico. También en este caso, la codificación o descodificación por software puede realizarse de la misma manera que en el caso de uso del disco flexible. Además, el medio de almacenamiento de datos no está restringido a estos discos. Puede emplearse cualquier medio siempre que pueda contener el programa, por ejemplo, una tarjeta de IC, una casete ROM, etc. También en el caso de uso de estos medios de almacenamiento de datos, el procesamiento de imagen por software puede realizarse de la misma manera que en el caso de uso del disco flexible.
Adicionalmente, cuando la señal de imagen codificada almacenada en un medio de almacenamiento de datos tal como un disco flexible tiene una estructura de datos de acuerdo con cualquiera de las realizaciones y modificaciones de la invención, la señal de imagen codificada desde el disco flexible puede codificarse para visualización de la imagen, con los mismos efectos que se han descrito para el procedimiento de descodificación de la primera o segunda realización.
Disponibilidad industrial
De acuerdo con el procedimiento de transmisión de imagen, el procedimiento de procesamiento de imagen, el aparato de procesamiento de imagen, y el medio de almacenamiento de datos de la presente invención, los datos de imagen comprimidos de una trama arbitraria de unas imágenes en movimiento puede seleccionarse y reproducirse aleatoriamente dentro del tiempo deseado sin tiempo de espera. Por lo tanto, esto es muy útil en el procedimiento de codificación de imágenes y en el procedimiento de descodificación de imágenes en el sistema que transmite o almacena una señal de imagen, y en particular, es adecuado para su uso en procesamiento aleatorio de imágenes para tramas arbitrarias tales como reproducción de avance rápido, reproducción de rebobinado rápido, o edición de los datos de imágenes en movimiento comprimidos de acuerdo con MPEG4.

Claims (1)

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    REIVINDICACIONES
    1. Un procedimiento de transmisión de imágenes para transmisión de datos (Dv) de imagen comprimidos correspondientes a una imagen en movimiento que comprende tramas, comprendiendo dicho procedimiento:
    transmitir una cabecera (Hv) que comprende datos (Hcd) comunes a las tramas, un marcador (Hfd) de identificación que indica si todas las tramas de los datos (Dv) de imagen comprimidos son capaces o no de ser descodificados sin referencia a otra trama, y un patrón (Hsd) de sincronización de longitud fija; y transmitir secuencialmente datos (Dp) de tramas comprimidos de las tramas que se incluyen en los datos (Dv) de imagen comprimidos,
    caracterizado porque el marcador (Hfd) de identificación se posiciona justamente después del patrón (Hsd) de sincronización de longitud fija situado al comienzo de dicha cabecera (Hv).
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