ES2901528T3 - Decodificación de croma que usa predictores independientemente determinados - Google Patents

Decodificación de croma que usa predictores independientemente determinados Download PDF

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Abstract

Un aparato para decodificar datos de señales de video para un bloque de imagen, comprendiendo el aparato: un decodificador (200) para decodificar componentes de color de los datos de señal de video, en el que dicho decodificador (200) está configurado para decodificar todos los componentes de color de los datos de señal de video usando predictores que se determinan independientemente para cada uno de los componentes de color y en el que el muestreo de los datos de señal de video corresponde a un formato 4:4:4, en el que dicho decodificador está configurado para decodificar todos los componentes de color de los datos de señal de video usando predictores espaciales determinados independientemente para la intratrama y usando los mismos filtros de interpolación para las tramas B y P para calcular píxeles de referencia en ubicaciones de píxeles fraccionales, el decodificador estando configurado para decodificar los componentes de color de los datos de señal de vídeo sin aplicar una transformación de color residual a los mismos, y el aparato comprendiendo además un módulo (293) de transformación de color inversa, de posdescodificador, en comunicación de señal con dicho decodificador, para realizar selectivamente una transformación de color inversa en componentes de color de los datos de señal de vídeo después de la decodificación de los componentes de color por dicho decodificador.

Description

DESCRIPCIÓN
D e co d ifica c ió n de c ro m a q ue usa p re d ic to re s in d e p e n d ie n te m e n te d e te rm in a d o s
Campo de la invención
La p re se n te inve n c ió n se re la c io n a en g en e ra l con m é to d o s y a p a ra to s de d e co d ifica c ió n de v ide o .
Antecedentes de la invención
En la a c tu a lid ad , el fo rm a to 4 :4 :4 de n o rm a H .264 de In te rn a tio n a l T e le co m m u n ica tio n U n ion, T e le co m m u n ica tio n S e c to r (U n ió n In te rn a c io n a l de T e le co m u n ica c ió n , S e c to r T e le co m u n ica c ió n ) (IT U -T ) (de a qu í en a d e la n te re fe rida com o "n o rm a H .264 ), s o la m e n te co d ifica uno de los tre s ca n a le s com o lum a, con los o tros dos ca n a le s co d ifica d o s com o c ro m a, u sa n d o h e rra m ie n ta s m e no s e fic ien tes . C u a n d o una e n tra d a a un có d e c está en el fo rm a to 4 :4 :4 , con la re so lu c ió n co m p le ta en cad a c o m p o n e n te de e n tra da , la co d ifica c ió n de d os de los tre s c o m p o n e n te s de e n tra da con un a lg o ritm o de co d ifica c ió n de c ro m a m e no s e fe c tivo , da com o re su lta d o el uso de m ás b its en eso s dos can a le s . E s te p ro b le m a en p articu la r, es m ás n o ta b le en las in tra tra m a s . P o r e je m p lo , la n o rm a H .264 q ue co rre en el m o do s o la m e n te in te rn o es m e no s e fic ie n te que JP E G 2 k p ara la c a lid a d de co m p re s ió n g en e ra l a 40 dB (P S N R ) y an te rio res .
En co n se cu e n c ia , se ría d e se a b le y a lta m e n te ve n ta jo so te n e r m é to d o s y a p a ra to s para la co d ifica c ió n y d e co d ifica c ió n de v id e o q ue re sue lva n las d e sve n ta ja s a n te s d e sc rita s de la té c n ica anterio r.
"P ro p u e s ta para los p ro b le m a s no re su e lto s en e x te n s io n e s p ro fe s io n a le s II, d o cu m e n to JV T -J018 ", un d o cu m e n to de e n tra d a a JV T de IS O /IE C M P E G y IT U -T V C E G para la 10a re un ión de JV T , 2003 , d ivu lg a una p red icc ió n in tra c ro m a con un p re d ic to r com ú n p ara los ca so s de lum a y c ro m a y, de fo rm a m ás g en e ra l, p e rm itir q ue los casos de c ro m a usen los m ism o s p re d ic to re s q ue se con o ce n para los ca so s de lum a. T a m b ié n d ivu lg a un caso en el que p ara un v id e o Y U V con a lta re so lu c ió n , se usa la m ism a tra n s fo rm a c ió n b ilinea l co m o filtro de in te rp o la c ió n de co m p e n sa c ió n de m o v im ie n to com ún.
Sumario de la invención
E s ta s y o tras d e sve n ta ja s e in co n ve n ie n te s de la té cn ica a n te r io r son a b o rd a d a s p or la p re se n te inve nc ión , que se d ir ige a m é to d o s y a p a ra to s para la d e co d ifica c ió n de v ide o .
De a cu e rd o con un a sp e c to de la p re se n te inve nc ión , se p ro p o rc io n a un a p a ra to para d e c o d ifica r d a tos de señ a l de v id e o para un b lo q ue de im a ge n de a cu e rd o con la re iv in d ic a c ió n !
De a cu e rd o con o tro a sp e c to de la p re se n te inve nc ión , se p ro p o rc io n a un m é to do para d e c o d ifica r d a tos de señ a l de v id e o para un b lo q ue de im a ge n en la re iv in d ica c ió n 5.
E s to s y o tro s a sp ec tos , c a ra c te rís tica s y ve n ta ja s de la p re se n te in ve n c ió n se rán e v id e n te s a p a rtir de la s ig u ie n te d e sc rip c ió n d e ta lla d a de las re a liza c io n e s e je m p lifica tiva s , que se d ebe le e r ju n to con los d ib u jo s anexos.
Breve descripción de los dibujos
La p re se n te inve n c ió n se c o m p re n d e rá m e jo r de a cu e rd o con las s ig u ie n te s F ig u ras e je m p lifica tiva s , en las cua les : la fig u ra 1 es un d ia g ra m a de b lo q ue q ue ilus tra un a p a ra to de co d ifica c ió n de v id e o de e je m p lo en el cua l se pueden a p lic a r los p re se n te s p rinc ip ios ;
la fig u ra 2 es un d ia g ra m a de b lo q ue q ue ilus tra un a p a ra to de d e co d ifica c ió n de v id e o de e je m p lo en el cua l se p ue de n a p lica r los p re se n te s p rinc ip ios ;
la fig u ra 3 es un d ia g ra m a de f lu jo q ue ilus tra un p roce so de co d ifica c ió n de v id e o de e je m p lo con una p re co d ifica c ió n , un b lo q ue de tra n s fo rm a c ió n de co lor, de a cu e rd o con los p re se n te s p rinc ip ios ;
la fig u ra 4 es un d ia g ra m a de flu jo q ue ilus tra un p ro ce so de d e co d ifica c ió n de v id e o de e je m p lo con p o sd e co d ifica c ió n , un b lo q ue de tra n s fo rm a c ió n de co lo r inve rsa , de a cu e rd o con los p rese n te s p rinc ip ios ;
la fig u ra 5 es un d ia g ra m a de b lo q ue q ue ilu s tra un m o d e lo s im p lif ic a d o de una tra n s fo rm a c ió n de c o lo r res idua l (R C T);
las fig u ra s 6 A y 6B son e sq u e m a s de la P S N R p ro m e d io co n tra la ve lo c id a d de b its para A T V s o la m e n te in te rn o de a cu e rd o con los p re se n te s p rinc ip ios ;
las fig u ra s 7 A y 7B son e sq u e m a s de la P S N R p ro m e d io co n tra la ve lo c id a d de bits para C T s o la m e n te in te rn o de a cu e rd o con los p re se n te s p rinc ip ios .
las fig u ra s 8 A y 8B son e sq u e m a s de la P S N R p ro m e d io co n tra la ve lo c id a d de bits para D T s o la m e n te in te rn o de a cu e rd o con los p re se n te s p rinc ip ios ;
las fig u ra s 9 A y 9B son e sq u e m a s de la P S N R p rom ed io con tra la v e lo c id a d de b its para M IR _ H D s o la m e n te in te rno de a cu e rd o con los p re se n te s p rinc ip ios ;
las fig u ra s 10A y 10B son e sq u e m a s de la P S N R p ro m e d io co n tra la ve lo c id a d de bits para R T s o la m e n te in te rn o de a cu e rd o con los p re se n te s p rinc ip ios ;
las fig u ra s 11A y 11B son e sq u e m a s de la P S N R p rom ed io co n tra la v e lo c id a d de b its para S T B _ H D s o la m e n te in te rn o de a cu e rd o con los p rese n te s p rinc ip ios ;
la fig u ra 12 es una ta b la q ue ilu s tra la s in ta x is de p a rá m e tro s de se cu e n c ia H .264 de a cu e rd o con los p rese n te s p rinc ip ios ;
la fig u ra 13 es una ta b la q ue ilus tra la s in ta x is de d a tos re s id u a le s H .264 de a cu e rd o con los p rese n te s p rinc ip ios ;
la fig u ra 14 es un d ia g ra m a de f lu jo q ue ilus tra un p roce so de co d ifica c ió n de v id e o de e je m p lo con una p re co d ifica c ió n , un b lo q ue de tra n s fo rm a c ió n de co lo r de a cu e rd o con los p re se n te s p rinc ip ios ;
la fig u ra 15 es un d ia g ra m a de f lu jo que ilu s tra un p ro ce so de d e co d ifica c ió n de v id e o de e je m p lo con p o sd e co d ifica c ió n , un b lo q ue del paso de tra n s fo rm a c ió n de c o lo r inve rsa , de a cu e rd o con los p re se n te s p rinc ip ios ;
y la fig u ra 16 es una ta b la q ue ilus tra la s in ta x is de p red icc ió n de un m a c ro b lo q u e H .264 de a cu e rd o con los p re se n te s p rinc ip ios .
Descripción detallada
La p re se n te in ve n c ió n e stá d ir ig id a a m é to d o s y a p a ra to s para la co d ifica c ió n y d e co d ifica c ió n de v id e o de d a tos de señ a l de v ide o . S e d eb e a p re c ia r q ue m ie n tra s la p rese n te in ve n c ió n se d e sc rib e p rin c ip a lm e n te con re spe cto a d a tos de señ a l de v id e o m u e s tre a d o s de, por e je m p lo , el co n te n id o 4 :4 :4. Las ve n ta ja s de e s ta re a liza c ió n inc lu ye n una m e jo ra en el re n d im ie n to g en e ra l de co d ifica c ió n para c o m p rim ir el co n te n id o 4 :4 :4 con re spe cto a la té cn ica an te rio r. En la a c tu a lid ad , en la n o rm a H .264 ex is ten te , s o la m e n te uno de los tre s ca n a le s se co d ifica com o lum a y los o tros d os se cod ifica n com o c ro m a u sa n d o h e rra m ie n ta s m e no s e fic ien tes .
A d e m á s, de a cu e rd o con los p rin c ip io s de la p re se n te inve nc ión , com o se co n fig u ra n en una re a liza c ió n , la tra n s fo rm a c ió n de c o lo r se re a liza com o un paso de p re p ro ce sa m ie n to . De e ste m odo, de a cu e rd o con esta re a liza c ió n , una tra n s fo rm a c ió n de c o lo r re s idu a l (R C T ) no se re a liza d e n tro del c ic lo de co m p re s ió n . Las ve n ta ja s de e s ta re a liza c ió n in c lu ye n q ue se p ro p o rc io n a una a rq u ite c tu ra del c o d ific a d o r/d e c o d ific a d o r m ás co n s is te n te e n tre los o tros fo rm a to s de co lor.
A d e m á s, de a cu e rd o con los p rin c ip io s de la p re se n te inve nc ión , com o se co n fig u ra n en una re a liza c ió n , se puede u tiliz a r un co n ju n to (o su b c o n ju n to ) de tre s (3 ) p re d ic to re s e sp a c ia le s re s tr in g id o s para los tre s co m p o n e n te s . Las ve n ta ja s de e sta re a liza c ió n in c lu ye n una m e jo ra en el re n d im ie n to de co d ifica c ió n g en e ra l para co m p rim ir el co n te n id o 4 :4 :4 con re sp e c to a la té c n ica ante rio r.
Se d eb e a p re c ia r q ue las d ife re n te s re a liza c io n e s a n tes d e sc rita s y p o s te rio re s en el p re se n te d o cu m e n to se pueden im p le m e n ta r com o re a liza c io n e s in d e p e n d ie n te s o p ueden co m b in a rse en cu a lq u ie r fo rm a , com o lo p od rán a p re c ia r los e xp e rto s en e sta té c n ica y las té c n ica s re lac io na da s. De e ste m odo, p o r e je m p lo , en una p rim e ra re a liza c ió n c o m b in a d a no a b a rca d a p o r las re iv in d ica c io n e s , un a lg o ritm o de co d ifica c ió n de lum a se usa v e n ta jo sa m e n te para c o d ific a r los tre s ca n a le s de co m p o n e n te , se rea liza una tra n s fo rm a c ió n de c o lo r com o un paso de p re p ro ce sa m ie n to , y se usa un so lo p re d ic to r para los tre s ca n a le s de co m p o n e n te . En una s e g u n d a re a liza c ió n co m b in a d a , un a lg o ritm o de c o d ifica c ió n de lum a se usa v e n ta jo sa m e n te para c o d ifica r los tre s ca n a le s de co m p o n e n te , una tra n s fo rm a c ió n de c o lo r se re a liza com o un paso de p re p ro ce sa m ie n to , y un co n ju n to (o su b c o n ju n to ) de tre s (3) p re d ic to re s e sp a c ia le s re s tr in g id o s se p uede u tiliza r para los tre s ca n a le s de com p on e n te . P o r sup ue s to , com o se m e n c io n a antes , se p ueden im p le m e n ta r o tra s c o m b in a c io n e s de las d ife re n te s re a liza c io n e s d a d a s las e n se ñ a n za s de los p rese n te s p rin c ip io s p ro p o rc io n a d o s en el p re se n te d o cu m e n to , m ie n tra s se m a n te n g a n d en tro del a lca n ce de la p re se n te inve nc ión .
T o d o s los e je m p lo s y el le n g u a je co n d ic io n a d o n o m b ra d o s en el p re se n te d o cu m e n to tie n e n la in te n c ió n de se r ilu s tra tivo s para a yu d a r al le c to r a e n te n d e r los p rin c ip io s de la in ve n c ió n y los co n ce p to s p ro p o rc io n a d o s p o r el in v e n to r para m e jo ra r la té cn ica , y se d eben c o n s id e ra r s in lim ita c ió n p ara los e je m p lo s y co n d ic io n e s n om b ra do s e sp e c ífica m e n te .
De e s te m odo, p o r e je m p lo , los e xp e rto s en la té cn ica p od rán a p re c ia r que los d ia g ra m a s de b lo q ue p re se n ta d o s en el p re se n te d o cu m e n to re p re se n ta n v is ta s co n ce p tu a le s de la c ircu ite ría ilu s tra tiva que in co rp o ra los p rin c ip io s de la inve n c ió n . De m a n e ra s im ila r, se d ebe a p re c ia r q ue cu a lq u ie r g rá fico de flu jo , d ia g ra m a de flu jo , d ia g ra m a s de tra n s ic ió n de estado , p se u d o có d ig o s y sus s im ila re s re p re se n ta n va r io s p ro ce so s q ue se p ue de n re p re se n ta r e se n c ia lm e n te en un m e d io leg ib le p o r c o m p u ta d o ra y e je cu ta rse p o r una c o m p u ta d o ra o un p roce sa d o r, ya sea que la c o m p u ta d o ra o p ro c e sa d o r se a o no m o strad o e xp líc ita m e n te .
Las fu n c io n e s de los d ife re n te s e le m e n to s m o s tra d o s en las fig u ra s p ueden s e r p ro v is ta s u sa nd o un h a rd w are d e d ica d o así co m o con un h a rd w a re cap az de e je cu ta r un so ftw a re a so c ia d o con un so ftw a re a pro p ia d o . C u a n d o es p ro v is to p o r un p roce sa d o r, las fu n c io n e s p ueden s e r p ro p o rc io n a d a s p o r un ú n ico p ro c e sa d o r d ed ica do , m e d ia n te un p ro ce sa d o r co m p a rtid o o p or una p lu ra lid a d de p ro ce sa d o re s in d iv id u a le s , a lg u n o s de los cu a le s p ueden se r co m p a rtid o s . A d e m á s, el uso e xp líc ito del té rm in o "p ro c e s a d o r" o "co n tro la d o r" no se d eb e c o n s id e ra r com o re fir ié n d o se e xc lu s iva m e n te a un h a rd w a re con la ca p a c id a d de e je cu ta r so ftw a re y p ue de im p líc ita m e n te inc lu ir, s in lim itac ió n , un h a rd w a re de p ro ce sa d o r de señ a l d ig ita l ("D S P "), una m e m o ria de s o la m e n te le c tu ra ("R O M ") para a lm a c e n a r el so ftw a re , una m e m o ria de a cce so a le a to rio ("R A M "), y un a lm a ce n a m ie n to no vo lá til.
T a m b ié n se p uede in c lu ir o tro h a rd w a re co n ve n c io n a l y /o p e rso n a liza d o . De m a ne ra s im ila r, los co n m u ta d o re s m o s tra d o s en las fig u ra s son ú n ica m e n te co n ce p tu a le s . Su fu n c ió n se p uede lle va r a cab o a tra vé s del fu n c io n a m ie n to de una lóg ica de p rog ra m a c ió n , a tra vé s de una lóg ica d ed ica da , a tra v é s de la in te ra cc ió n de un con tro l de p ro g ra m a y una lóg ica d e d ica d a o in c lu so de fo rm a m anua l, cu a n d o la té c n ica p a rticu la r se le cc io n a d a por el d e s a rro lla d o r es m ás e sp e c ífica p ara el con tex to .
En las re iv in d ica c io n e s aqu í d escritas , cu a lq u ie r e le m e n to e xp re sa d o com o un m e d io p ara re a liza r una fu n c ió n e sp e c ífica tie n e la in te n c ió n de a b a rc a r cu a lq u ie r fo rm a para re a liza r e sa fun c ión , in c lu ye n d o por e je m p lo a) una co m b in a c ió n de e le m e n to s de c ircu ito que re a liza n esa fu n c ió n ; b) so ftw a re en cu a lq u ie r fo rm a , in c lu ye n d o , por lo tan to , f irm w a re , m ic ro có d ig o s o su s s im ila re s , co m b in a d o s con la c ircu ite ría a p ro p ia d a para e je c u ta r el so ftw a re para re a liza r la fu n c ió n . La inve n c ió n , com o se d e fin e por las re iv in d ica c io n e s re s ide en el h echo de q ue las fu n c io n a lid a d e s p ro v is ta s por los d ife re n te s m e d io s n o m b ra d o s están co m b in a d a s y se p ueden a lca n za r en la fo rm a en q ue lo d e sc rib e n las re iv in d ica c io n e s .
C on re fe re n c ia a la fig u ra 1, un a p a ra to de co d ifica c ió n de v id e o de e je m p lo se in d ica por lo g en e ra l, con el n úm ero 199 de re fe ren c ia . El a p a ra to 199 de co d ifica c ió n de v id e o in c lu ye un c o d ific a d o r 100 de v id e o y un m ó du lo 105 de tra n s fo rm a c ió n de co lo r de p reco d ifica c ió n .
El m ó du lo 105 de tra n s fo rm a c ió n de c o lo r de p re co d ifica c ió n es para re a liza r el p re p ro ce sa m ie n to de c o lo r de las se ñ a le s de v id e o an tes de in tro d u c ir las m ism as en el co d ific a d o r 100 de v ide o . El p re p ro ce sa m ie n to de co lo r re a liza d o por el m ó d u lo 105 de tra n s fo rm a c ió n de c o lo r de p re co d ifica c ió n y se d e sc rib e a d e m á s d e sp u é s en el p re se n te d ocum e n to . Se d eb e a p re c ia r q ue el m ó du lo 105 de tra n s fo rm a c ió n de c o lo r de p re co d ifica c ió n se puede o m itir en a lg u n a s re a liza c io ne s .
U na e n tra d a del m ó d u lo 105 de tra n s fo rm a c ió n de c o lo r de p re co d ifica c ió n y una e n tra d a del co d ific a d o r 100 de v id e o e s tán d isp o n ib le s co m o e n tra d a s del a p a ra to 199 de co d ifica c ió n de v ideo .
U na sa lid a del m ó du lo 105 de tra n s fo rm a c ió n de c o lo r de p re co d ifica c ió n se co n e c ta en c o m u n ica c ió n de señ a l con la e n tra d a del co d ific a d o r 100 de v ideo.
La e n tra d a del co d ific a d o r 100 de v id e o se co n e c ta en co m u n ica c ió n de señ a l con una e n tra d a de no inve rs ió n de una un ión su m a d o ra 110. La sa lid a de la un ión su m a d o ra 110 se co n e c ta en co m u n ica c ió n de se ñ a l con un tra n s fo rm a d o r/cu a n tific a d o r 120. La s a lid a del tra n s fo rm a d o r/cu a n tific a d o r 120 se co n e c ta en c o m u n ica c ió n de seña l con un co d ific a d o r 140 de en tro p ía . U na s a lid a del co d ific a d o r 140 de e n tro p ía e stá d isp o n ib le com o una sa lid a del co d ific a d o r 100 de v id e o y ta m b ié n co m o una sa lid a del a p a ra to 199 de co d ifica c ió n de v ide o .
La sa lid a del tra n s fo rm a d o r/cu a n tific a d o r 120 ta m b ié n se co n e c ta en c o m u n ica c ió n de señ a l con un tra n s fo rm a d o r/cu a n tific a d o r in ve rso 150. U na sa lid a del tra n s fo rm a d o r/cu a n tific a d o r in ve rso 150 se co n e c ta en c o m u n ica c ió n de se ñ a l con una e n tra d a de un f iltro 160 de d e sb lo q u e o . U na sa lid a del f iltro 160 de d e sb lo q u e o se co n e c ta en co m u n ica c ió n de se ñ a l con los a lm a ce n a m ie n to s 170 de im a ge n de re fe ren c ia . U na p rim e ra sa lid a de los a lm a ce n a m ie n to s 170 de im a ge n de re fe re n c ia se co n e c ta en co m u n ica c ió n de se ñ a l con una p rim e ra e n tra d a de un e s tim a d o r 180 de p red icc ió n e sp a c ia l y de m o v im ie n to . La e n tra d a para el co d ific a d o r 100 de v id e o ta m b ié n se co n e c ta en co m u n ica c ió n de se ñ a l con una s e g u n d a e n tra d a del e s tim a d o r 180 de p re d icc ió n e sp a c ia l y de m o v im ie n to . La s a lid a del e s tim a d o r 180 de p red icc ió n e sp ac ia l y de m o v im ie n to se co n e c ta en co m u n ica c ió n de señ a l con una p rim e ra e n tra d a de un c o m p e n s a d o r 190 de p red icc ió n e sp ac ia l y de m o v im ie n to . U na s e g u n d a sa lid a de los a lm a ce n a m ie n to s 170 de im a g e n de re fe re n c ia se co n e c ta en co m u n ica c ió n de señ a l con una se g u n d a e n tra d a del c o m p e n s a d o r 190 de p red icc ió n e sp ac ia l y de m o v im ie n to . La sa lid a del c o m p e n s a d o r 190 de p red icc ió n e sp ac ia l y de m o v im ie n to se co n e c ta en co m u n ica c ió n de señ a l con una e n tra d a de in ve rs ió n de la un ión su m a d o ra C on re fe re n c ia a la fig u ra 2, un a p a ra to de d e co d ifica c ió n de v id e o de e je m p lo se ind ica p o r lo g en era l con el n úm ero 299 de re fe ren c ia . El a p a ra to 299 de d e co d ifica c ió n de v id e o in c lu ye un d e c o d ifica d o r 200 de v id e o y un m ó du lo 293 de tra n s fo rm a c ió n de c o lo r in ve rsa de p osd e co d ifica d o r.
U na e n tra d a del d e c o d ifica d o r 200 de v id e o e stá d isp o n ib le co m o una e n tra d a del a p a ra to 299 de d e co d ifica c ió n de v ide o . La e n tra d a del d e c o d ifica d o r 200 de v id e o se co n e c ta en co m u n ica c ió n de señ a l con una e n tra d a del d e c o d ifica d o r 210 de e n tro p ía . U na p rim e ra s a lid a del d e c o d ifica d o r 210 de e n tro p ía se co n e c ta en co m u n ica c ió n de señ a l con una e n tra d a de un c u a n tif ica d o r/tra n s fo rm a d o r in ve rso 220. U na sa lid a del c u a n tif ica d o r/tra n s fo rm a d o r in ve rso 220 se co n e c ta en c o m u n ica c ió n de señ a l con una p rim e ra e n tra d a de una un ión s u m a d o ra 240.
La sa lid a de la un ión su m a d o ra 240 se co n e c ta en co m u n ica c ió n de señ a l con el f iltro 290 de d esb lo qu eo . U na s a lid a del f iltro 290 de d e sb lo q u e o se co n e c ta en co m u n ica c ió n de señ a l con los a lm a c e n a m ie n to s 250 de im a ge n de re fe ren c ia . Los a lm a ce n a m ie n to s 250 de im a ge n de re fe re n c ia se co n e c ta n en c o m u n ica c ió n de señ a l con una p rim e ra e n tra d a del c o m p e n s a d o r 260 de p red icc ió n e sp ac ia l y de m o v im ie n to . U na sa lid a del c o m p e n s a d o r 260 de p re d icc ió n e sp ac ia l y de m o v im ie n to se co n e c ta en co m u n ica c ió n de se ñ a l con una s e g u n d a e n tra d a de la unión s u m a d o ra 240. U na s e g u n d a sa lid a del d e co d ifica d o r 210 de e n tro p ía se co n e c ta en c o m u n ica c ió n de señ a l con una se g u n d a e n tra d a del c o m p e n s a d o r 260 de en tro p ía . La sa lid a del filtro 290 de d e sb lo q u e o e s tá d isp o n ib le com o una s a lid a del a p a ra to de d e co d ifica c ió n 299 de v id e o y ta m b ié n com o una sa lid a del a p a ra to 299 de d e co d ifica c ió n de v ide o .
A d e m á s, una sa lid a del m ó du lo 293 de tra n s fo rm a c ió n de c o lo r in ve rsa de p o sd e co d ifica c ió n p ue de e s ta r d isp o n ib le com o la sa lid a del a p a ra to 299 de d e co d ifica c ió n de v ide o . En ta l caso , la sa lid a del d e c o d ifica d o r 200 de v id e o se p ue de c o n e c ta r en co m u n ica c ió n de señ a l con una e n tra d a del m ó d u lo 293 de tra n s fo rm a c ió n de c o lo r inve rsa de p o sd e co d ifica c ió n , q ue es un m ó du lo de p o sp ro ce sa m ie n to con re sp e c to al d e c o d ifica d o r 200 de v ideo . U na sa lid a del m ó du lo 293 de tra n s fo rm a c ió n de c o lo r in ve rsa de p o sd e co d ifica c ió n p ro p o rc io n a una señ a l tra n s fo rm a d a de c o lo r in ve rsa p o sp ro ce sa d a con re sp e c to a la sa lid a del d e c o d ifica d o r 200 de v ide o .
A h o ra se p re se n ta una d e sc rip c ió n para la co d ifica c ió n 4 :4 :4 m e jo rad a de a cu e rd o con los p rin c ip io s de la p rese n te inve nc ión . U na p rim e ra re a liza c ió n no re iv in d ica d a es una re a liza c ió n co m b in a d a en d on de se usa un a lg o ritm o de co d ifica c ió n de lum a p ara to d o s los c o m p o n e n te s de co lor, se usa el m ism o m o do de p red icc ió n e sp ac ia l p a ra to d o s los c o m p o n e n te s de co lo r, y se o m ite la tra n s fo rm a c ió n de c o lo r re s idu a l (R C T ) d e sd e d en tro del c ic lo de co m p re s ió n . Los re su lta d o s de p rueba para e sta re a liza c ió n co m b in a d a ta m b ié n se p ro p o rc io n a n . D espu és , se d e sc rib e una s e g u n d a re a liza c ió n co m b in a d a , en d on de se usa el a lg o ritm o de co d ifica c ió n de lum a para to d o s los c o m p o n e n te s de co lor, se usa un co n ju n to (o su b co n ju n to ) de p re d ic to re s e sp a c ia le s re s tr in g id o s para to d o s los c o m p o n e n te s de c o lo r (en lu g a r de un ú n ico m o do de p red icc ió n e sp a c ia l) y se o m ite la tra n s fo rm a c ió n de co lo r re s idu a l d esde d e n tro del c ic lo de co m p re s ió n . De e ste m odo, la d ife re n c ia e n tre la p rim e ra y la se g u n d a re a liza c ió n co m b in a d a s es el uso de un so lo m o do de p red icc ió n e sp ac ia l para to d o s los c o m p o n e n te s de c o lo r en la p rim era re a liza c ió n c o m b in a d a con tra el uso de un co n ju n to (o su b co n ju n to ) de p re d ic to re s e sp a c ia le s re s tr in g id o s para to d o s los c o m p o n e n te s de co lor, en la s e g u n d a re a liza c ió n co m b in a d a . P o r su p u e s to , co m o se m e n c io n a antes , las re a liza c io n e s d e sc rita s en el p re se n te d o cu m e n to se p ueden im p le m e n ta r com o re a liza c io n e s in d e p e n d ie n te s o se p ue de n co m b in a r de cu a lq u ie r m a nera , com o lo p od rán a p re c ia r los e xp e rto s en e sta té c n ica y las té cn ica s re la c io n a d a s . S e d ebe a p re c ia r q ue d ad as las e n se ñ a n za s de los p re se n te s p rin c ip io s d e sc rito s en el p rese n te d o cu m e n to , e s ta s y o tras va r ia c io n e s , im p le m e n ta c io n e s y co m b in a c io n e s de las re a liza c io n e s de la p rese n te in ve n c ió n se rán e v id e n te s para los e xp e rto s en e sta té c n ica y las té c n ica s re lac io na da s, m ie n tra s se m a n ten g an d e n tro del a lca n ce de la p re se n te inve n c ió n , q ue se d e fin e en las re iv in d ica c io n e s ad jun tas .
C on re fe re n c ia a la fig u ra 3, un p roce so de co d ifica c ió n de v id e o de e je m p lo con un b loque de tra n s fo rm a c ió n de c o lo r de p re co d ifica c ió n se ind ica p or lo g en e ra l con los n ú m e ro s 300 y 301 de re fe ren c ia , re spe ctivam en te .
Se d eb e a p re c ia r q ue el b loque 301 de tra n s fo rm a c ió n de c o lo r de p re co d ifica c ió n in c lu ye los b lo q ue s 306, 308, y 310. A d e m á s, se d ebe a p re c ia r q ue el b lo q ue 301 de tra n s fo rm a c ió n de c o lo r de p re co d ifica c ió n es o pc ion a l y, por tan to , se p ue de o m itir en a lg u n a s re a liza c io n e s de la p re se n te inve nc ión .
El b lo q ue 301 de tra n s fo rm a c ió n de c o lo r de p re co d ifica c ió n in c lu ye un b lo q ue 306 de lím ite de c ic lo que e m p ie za un c ic lo para cad a b lo q ue en una im a g e n y pasa el con tro l a un b lo q ue 308 de fu n c ió n . El b loque 308 de fu n c ió n rea liza el p re p ro ce sa m ie n to de c o lo r de los d a tos de se ñ a l de v id e o del b lo q ue de im a ge n a c tu a l y p asa el con tro l a un b lo q ue 310 de lím ite de c iclo . El b loque 310 de lím ite de c ic lo te rm in a el c ic lo . A d e m á s, el b loque 310 de lím ite de c ic lo pasa el con tro l a un b lo q ue 312 de lím ite de c iclo , é ste ú ltim o s ie n d o in c lu id o en el p roce so 300 de co d ifica c ió n de v ide o .
El b loque 312 de lím ite de c ic lo e m p ie za un c ic lo p ara cad a b lo q ue en la im a ge n , y pasa el con tro l a un b lo q ue 315 de fu n c ió n . El b lo q ue 315 de fu n c ió n fo rm a una p red icc ió n e sp ac ia l o c o m p e n sa d a por m o v im ie n to del b lo q ue de im a ge n actua l u sa nd o un p re d ic to r com ú n para cada c o m p o n e n te de c o lo r del b loque de im a ge n a c tu a l y pasa el con tro l a un b lo q ue 320 de fu n c ió n . El b loque 320 de fu n c ió n su s tra e la p red icc ió n e sp ac ia l o c o m p e n sa d a por m o v im ie n to del b loque de im a ge n actua l p a ra fo rm a r un re s idu o de p red icc ió n , y p asa el con tro l a un b lo q ue 330 de fu n c ió n . El b lo q ue 330 de fu n c ió n tra n s fo rm a y cu a n tifica el re s idu o de p red icc ió n y pasa el con tro l a un b loque 335 de fu n c ió n . El b lo q ue 335 de fu n c ió n tra n s fo rm a y cu a n tif ica de fo rm a in ve rsa el re s idu o de p re d icc ió n para fo rm a r un re s idu o de p red icc ió n co d ifica d o y pasa el con tro l a un b loque 345 de fu n c ió n . El b loque 345 de fu n c ió n a ñ a d e el re s idu o co d ifica d o a la p red icc ió n para fo rm a r un b lo q ue de im a ge n co d ifica d a y p asa el con tro l a un b lo q ue 350 de fin de c iclo . El b lo q ue 350 de fin de c ic lo te rm in a el c ic lo y p asa el con tro l a un b lo q ue 355 de fin.
C on re fe re n c ia a la fig u ra 4, un p ro ce so de d e co d ifica c ió n de v id e o de e je m p lo con un b lo q ue de tra n s fo rm a c ió n de c o lo r in ve rsa de p o sd e co d ifica c ió n se in d ica p o r lo g en e ra l con los n ú m e ro s 400 y 460 de re fe renc ia , re sp e c tiva m e n te .
Se d eb e a p re c ia r q ue el b lo q ue 460 de tra n s fo rm a c ió n de c o lo r in ve rsa de p o s d e co d ifica c ió n in c lu ye los b lo q ue s 462 , 464, 466 y 468.
El p roce so 400 de d e co d ifica c ió n in c lu ye un b lo q ue 410 de lím ite de c ic lo que e m p ie za un c ic lo p ara un b loque a c tua l en una im a ge n y pasa el con tro l a un b lo q ue 415 de fu n c ió n . La e n tro p ía de b lo q ue 415 de fu n c ió n d e co d ifica el re s idu o co d ifica d o y pasa el con tro l a un b lo q ue 420 de fu n c ió n . El b loque 420 de fu n c ió n tra n s fo rm a y cua n tifica de fo rm a in ve rsa el re s idu o d e co d ifica d o para fo rm a r un re s idu o co d ifica d o y pasa el con tro l a un b lo q ue 430 de fu n c ió n . El b lo q ue 430 de fu n c ió n a ña de el re s idu o co d ifica d o a la p red icc ió n fo rm a d a de un p re d ic to r com ún para cad a c o m p o n e n te de c o lo r para fo rm a r un b lo q ue de im a ge n co d ifica d a y pasa el con tro l a un b lo q ue 435 de lím ite de c iclo . El b lo q ue 435 de lím ite de c ic lo te rm in a el c ic lo y p asa el con tro l a un b lo q ue 440 de fin.
El b lo q ue 435 de lím ite pasa el con tro l a un b lo q ue 460 de tra n s fo rm a c ió n de c o lo r in ve rsa de p o sd e co d ifica c ió n , en p a rticu la r, el b loque 462 de lím ite de c ic lo inc lu ido en el b lo q ue 460 de tra n s fo rm a c ió n de c o lo r in ve rsa de p o sd e co d ifica c ió n . El b lo q ue 462 de lím ite de c ic lo e m p ie za un c ic lo para cad a b lo q ue en una im a g e n y p asa el con tro l a un b lo q ue 464 de fu n c ió n . El b lo q ue 464 de fu n c ió n re a liza el p o sp ro ce sa m ie n to de c o lo r in ve rsa de los d a tos de señ a l de v id e o del b lo q ue de im a ge n actua l y p asa el con tro l a un b lo q ue 466 de lím ite de c iclo . El b loque 466 de lím ite de c ic lo te rm in a el c ic lo y p asa el con tro l a un b lo q ue 468 de fin.
En el fo rm a to 4 :4 :4 de H .264 , cad a can a l de c o m p o n e n te tie n e una re so lu c ió n com p le ta . De e ste m odo, de a cu e rdo con la p rim e ra re a liza c ió n c o m b in a d a a n tes e xp ue s ta , el a lg o ritm o de co d ifica c ió n de lum a se usa en cada c o m p o n e n te de c o lo r para a lca n za r la m á x im a e fic ie n c ia de co m p re s ió n g en era l. En co n se cu e n c ia , en la rea lizac ión , p a ra las in tra tra m a s , cada c o m p o n e n te de c o lo r se p uede co m p rim ir, p o r e je m p lo , u sa nd o e so s m odos de p red icc ió n e n u m e ra d o s en la ta b la 8-2, la ta b la 8-3, y la ta b la 8-4 en la co d ifica c ió n de v id e o a va n za d a IS O /lE C 14496 10, T e rce ra E d ic ión (IT U -T Rec. H .264 ), IS O /lE C JT C 1 /S C 29 /W G 11 e IT U -T S G 16, Q .6, d o cu m e n to N 6540 , ju lio de 2004.
A d e m á s, en la re a liza c ió n , se usa el m ism o m o do de p red icc ió n e sp ac ia l para los tre s c o m p o n e n te s de p ixe l, para ta m b ié n re d u c ir la c o m p le jid a d del có d e c y m e jo ra r el re nd im ie n to . P o r e je m p lo , el m o do de p red icc ió n a ju s ta d o por los p a rá m e tro s p re v _ in tra 4 x4 _ p re d _ m o d e _ fla g , re m _ in tra 4 x4 _ p re d _ m o d e , p re v_ in tra 8 x 8 _ p re d _ m o d e _ fla g y re m _ in tra 8 x 8 _ p re d _ m o d e para el lum a en el e n ca b e za d o de p red icc ió n del m a cro b lo q u e se p uede u sa r para los tres co m p o n e n te s . P or lo tan to , no se n eces itan b its a d ic io n a le s o e le m e n to s de s in ta x is a d ic io n a le s . P ara las tra m a s (p re d ic tiva s ) B y P, los p ixe les de re fe re n c ia en las u b ica c io n e s fra cc io n a d a s de p ixe l p ue de n ca lcu la rse p o r los m é to d o s de in te rp o la c ió n d e sc rito s en la se cc ió n 8.4.2.2.1 de la n o rm a H .264 para los tre s cana les . Los ca m b io s en la s in ta x is y s e m á n tica d e ta lla d o s para la n o rm a H .264 actua l se e xp lica n d espu és .
La tra n s fo rm a c ió n de c o lo r re s idu a l (R C T ) se a ña d ió al co d ific a d o r/d e c o d ific a d o r en el perfil 4 :4 :4 a lto. C om o re su ltad o , la e s tru c tu ra de co m p re s ió n p ara el fo rm a to 4 :4 :4 es d ife re n te del a c tu a lm e n te u sado en to d o s los o tros p e rfile s en la norm a H .264 para los fo rm a to s 4 :2 :0 y 4 :2 :2. E s to resu lta en c ie rta c o m p le jid a d a d ic ion a l para la im p le m e n ta c ió n . A d e m á s, s im ila r a cu a lq u ie r o tra tra n s fo rm a c ió n de co lor, el Y C O C G no s ie m p re m e jo ra el re n d im ie n to de co m p re s ió n g en era l. La e fe c tiv id a d de Y C O C G es a lta m e n te d e p e n d ie n te del con ten ido . De esta m a ne ra , para m e jo ra r la co m p re s ió n y la ro b u s te z g en era le s, en la re a liza c ió n , la tra n s fo rm a c ió n de c o lo r se co lo ca fu e ra del c ic lo de p red icc ió n com o una parte del b lo q ue de p re p ro ce sa m ie n to . A l h a ce r esto , la se le cc ió n de una tra n s fo rm a c ió n de c o lo r ó p tim a para una ta re a de co m p re s ió n e sp e c ífica es un p ro b le m a o p e ra tivo y es la m e jo r re sp u e s ta para una se cu e n c ia de e n tra d a p a rticu la r q ue se p ueda e n co n tra rse e n tre un n úm e ro de o pc ion es . De a cu e rd o con una re a liza c ió n , d on de to d o s los tre s co m p o n e n te s de c o lo r e s tán usa nd o los m ism o s p red ic to re s e sp a c ia le s para las in tra tra m a s y los m ism o s filtro s de in te rp o la c ió n para las tra m a s (p re d ic tiva s o in te rco d ifica d a s ) B y P, re a liza r la tra n s fo rm a c ió n de c o lo r en los re s idu os de p red icc ió n es id é n tico a re a liza r la tra n s fo rm a c ió n de co lo r en las im á g e n e s de o rigen fu e ra del có d e c cu a n d o se ig n o ran los e rro re s de re d o n d e o /tru n ca d o . E sto se e xp lica rá m á s ta rde . De e ste m odo, un b lo q ue R C T se e lim in a de la e s tru c tu ra de co d ifica c ió n para h a ce r la e s tru c tu ra de co d ifica c ió n co n s is te n te e n tre to d o s los fo rm a to s de color.
C on re fe re n c ia a la fig u ra 5, el m o d e lo s im p lif ica d o del R C T se ind ica por lo g en era l con el n úm e ro 500 de re fe ren c ia . El m o de lo 500 R C T in c lu ye un g e n e ra d o r 510 de p ixe l de re fe ren c ia , una u n ión su m a d o ra 520 y un m ó d u lo 530 de tra n s fo rm a c ió n linea l. Las e n tra d a s para el g e n e ra d o r 510 de pixe l de re fe re n c ia se co n fig u ra n para re c ib ir la in fo rm a c ió n de m o v im ie n to /b o rd e y los v e c to re s [X 1], [X 2] ... [X n]. U na sa lid a del g e n e ra d o r 510 de p ixe l de re fe re n c ia se co n e c ta en c o m u n ica c ió n de señ a l con una e n tra d a de in ve rs ió n de la un ión su m a d o ra 520, que p ro p o rc io n a el v e c to r [X p] de p red icc ió n al m ism o. U na e n tra d a de no in ve rs ió n de la un ión su m a d o ra 520 se co n fig u ra para re c ib ir el v e c to r [X in] de e n trada . U na s a lid a de la un ión su m a d o ra 520 se co n e c ta en c o m u n ica c ió n de señ a l con una e n tra d a del m ó du lo 530 de tra n s fo rm a c ió n linea l, el cua l p ro p o rc io n a el v e c to r [X d] al m ism o. U na sa lid a del m ó du lo 530 de tra n s fo rm a c ió n linea l se co n fig u ra para p ro p o rc io n a r el v e c to r [Y d].
En el m o d e lo s im p lif ic a d o de R C T 500, la tra n s fo rm a c ió n de c o lo r re p re se n ta d a p or una m a triz 3 x3 [A] (una tra n s fo rm a c ió n line a l) se d e fine com o s igue:
Figure imgf000007_0001
Los [X in], [X d], [X p], [X i ], [X 2] ... [X n] son v e c to re s 3x1 q ue re p re se n ta n los p íxe les en el d o m in io R G B. El [Y d] es un v e c to r 3x1 que re p re se n ta el re su lta d o de la tra n s fo rm a c ió n de co lor. P o r lo tan to ,
Figure imgf000007_0002
( 2 )
Y a q ue en la re a liza c ió n , se usan los m ism os p re d ic to re s e sp a c ia le s y los filtro s de in te rp o la c ió n para los tres c o m p o n e n te s en un m a cro b lo q u e de a cu e rd o con los p rin c ip io s de la p re se n te inve nc ión , seg ún se co n fig u ra n en una re a liza c ió n , el p íxe l de re fe re n c ia [X p] p ue de e xp re sa rse com o s igue:
Figure imgf000007_0003
d o n d e un v e c to r (C ) nx1 re p re se n ta las o p e ra c io n e s lin e a le s in vo lu c ra d a s en los p re d ic to re s e sp a c ia le s y en los filtro s de in te rp o la c ió n d e fin id o s en la n o rm a H .264. A qu í, se p re su m e que el p íxe l de re fe re n c ia se ca lcu la u sando un n ú m e ro to ta l de n p íxe les ve c in o s [X 1], [X 2]... [X n].
A l s u s titu ir [X p] de la e cu a c ió n (3) en la e cu ac ió n (2), re su lta lo s igu ien te :
Figure imgf000007_0004
Al ig n o ra r los e rro re s de re d o n d e o /tru n ca d o y s u p o n ie n d o q ue se s e le cc io n a el m ism o m o do de p red icc ió n en el d o m in io R G B o Y da com o re su lta d o lo s igu ien te :
Figure imgf000007_0005
P or lo tan to
Figure imgf000008_0001
De e ste m odo, c la ra m e n te la e cu a c ió n (6) m u e s tra q ue el uso de Y U V com o la e n tra d a al co d ific a d o r/d e c o d ific a d o r de a cu e rd o con los p rin c ip io s de la p re se n te inve n c ió n com o se co n fig u ra en e sta re a liza c ió n , es id é n tico a re a liza r RCT.
T a m b ié n , de a cu e rd o con los p rin c ip io s de la p re se n te in ve n c ió n com o se co n fig u ra en una re a liza c ió n , un nuevo perfil 4 :4 :4 se a ñ a d e a la n orm a H .264 , re fe rido en el p re se n te d o cu m e n to com o "p e rfil 4 :4 :4 a va n za d o con p ro fil_ id c= 166". E s te n ue vo p ro fil_ id c p uede a ñ a d irse al e n c a b e za d o del p a rá m e tro de se cu e n c ia , y p uede se r usa do en el e n c a b e za d o de e s tra to de m a cro b lo q u e , así com o el e n c a b e za d o de d a to s re s idu a le s.
P ara s o p o rta r el uso del a lg o ritm o de lum a para co d ifica r los tre s co m p o n e n te s de co lor, se p ueden re a liza r a lg u n o s ca m b io s en la s in ta x is de d a tos re s idu a le s . A d e m á s, los ca m b io s p ueden h a ce rse en la se m á n tic a de a lg u n o s e le m e n to s en el e n ca b e za d o de m a cro b lo q u e , en el e n c a b e za d o de d a tos re s id u a le s y d em á s. En g en era l, la s in ta x is e x is te n te para lum a en la e sp e c ifica c ió n H .264 q u e d a rá s in ca m b io s y se rá u sada para c o d ific a r uno de los tre s c o m p o n e n te s de co lor. Los ca m b io s tie n e n co m p a tib ilid a d con v e rs io n e s a n te rio res . Los ca m b io s en s in ta x is y se m á n tic a s d e ta lla d a s se d esc ribe n a co n tinu ac ión .
A h o ra se d ará una d e sc rip c ió n con re sp e c to a los re su lta d o s de s im u la c ió n re a liza d o s de a cu e rd o con los p rin c ip io s de la p re se n te inve nc ión , seg ún se co n fig u ra n en v a r ia s re a liza c io ne s .
C on re fe re n c ia a las fig u ra s 6 A y 6B, los e sq u e m a s de P S N R p ro m e d io co n tra la v e lo c id a d de b its para A T V s o la m e n te in te rn o se ind ican por lo g en era l, con los n ú m e ro s 600 y 650 de re fe ren c ia , re sp e c tiva m e n te .
C on re fe re n c ia a las fig u ra s 7 A y 7B, los e sq u e m a s de P S N R p ro m e d io con tra la ve lo c id a d de bits p a ra C T s o la m e n te in te rn o se ind ican por lo g en e ra l con los n ú m e ro s 700 y 750 de re fe ren c ia , re sp e c tiva m e n te .
C on re fe re n c ia a las fig u ra s 8 A y 8B, los e sq u e m a s de P S N R p ro m e d io con tra la ve lo c id a d de bits p a ra DT s o la m e n te in te rn o se ind ican por lo g en e ra l con los n ú m e ro s 800 y 850 de re fe ren c ia , re sp e c tiva m e n te .
C on re fe re n c ia a las fig u ra s 9 A y 9B, los e sq u e m a s de P S N R p ro m e d io con tra la ve lo c id a d de bits p a ra M IR _ H D s o la m e n te in te rn o se ind ican por lo g en e ra l con los n ú m e ro s 900 y 950 de re fe ren c ia , re sp e c tiva m e n te .
C on re fe re n c ia a las fig u ra s 10A y 10B, los e sq u e m a s de P S N R p ro m e d io con tra la v e lo c id a d de bits para RT s o la m e n te in te rn o se ind ican por lo g en e ra l con los n ú m e ro s 1000 y 1050 de re fe ren c ia , re sp e c tiva m e n te .
C on re fe re n c ia a las fig u ra s 11A y 11B, los e sq u e m a s de P S N R p ro m e d io con tra la ve lo c id a d de b its para S T B _ H D s o la m e n te in te rn o se ind ican por lo g en e ra l con los n ú m e ro s 1100 y 1150 de re fe ren c ia , re sp e c tiva m e n te .
En p articu la r, las fig u ra s 6A, 7A, 8A, 9A, 10 y 11A ilus tra n los re su lta d o s de p rue b a para el perfil 4 :4 :4 a va n za d o p ro p u e s to (in d ica d o y p rece d id o p or el té rm in o "n u e vo ") con tra los re su lta d o s de a p ro x im a c ió n c o rre sp o n d ie n te s al m ism o. A d e m á s, las fig u ra s 6B, 7B, 8B, 9B, 10B, y 11B ilus tra n los re su lta d o s de p rue b a para el perfil 4 :4 :4 a va n za d o p ro p u e s to (in d ica d o y p re ce d id o p or el té rm in o "n u e vo ") con tra JP E K 2k .
En to d a s las fig u ra s 6A; 6B h as ta 11A, 11B, la P S N R se ind ica en d e c ib e lio s (dB ) y la ve lo c id a d de b its se ind ica en b its p o r se g u n d o (bps). A T V , CT, DT, M IR , RT, S T B son los n o m b re s de los c lips de p rueba.
T o d a s las s e cu e n c ia s de p rue b a JV Y /F R E x t d e sc rita s en las se cu e n c ia s de p rue b a o rig in a d a s p or p e lícu la JV T -J042, se u sa ron en las p ruebas. T o d a s e llas son m a te ria l de p e lícu la de 10 b its 4 :4 :4 y cada c lip t ie n e 58 tra m as .
Los p e rfile s 4 :4 :4 a va n za d o s p ro p u e s to s se im p le m e n ta ro n en el so ftw a re de re fe re n c ia JV T JM 9.6. T a n to la s o la m e n te in te rn o y la e s tru c tu ra de co d ifica c ió n IB B P se u sa ron en las p rue b as . El p a rá m e tro de cu a n tifica c ió n se e s ta b le c ió en 6, 12, 18, 24, 30 y 42 para cad a una de las cu rva s R -D . Se usó la se le cc ió n de m o do o p tim iza d o por RD.
El perfil 4 :4 :4 a va n za d o p ro p u e s to ta m b ié n se co m p a ró con los re su lta d o s q ue se lleva ro n a cabo al e je cu ta r el so ftw a re de re fe ren c ia con el Y U V F o rm a t = 04 :0 :0 ) en cada c o m p o n e n te in d iv id u a l de e n tra da . T re s cu e n ta s de bits co m p rim id o s in d iv id u a le s s e p a ra d a s se a ñ a d ie ro n ju n ta s para o b te n e r los b its co m p rim id o s to ta le s para ca lc u la r la v e lo c id a d de b its com p rim id a .
C on re spe cto a JP E G 2 k, se usó el so ftw a re K aK a d u V 2.2.3 en las p rue b as . Los re su lta d o s de p rue b a se g en e ra ro n u sa n d o 5 n ive les de la d e sco m p re s ió n de fo rm a de onda, con el filtro de fo rm a de o nda b io rto go na l de 9 /7 de tom a. E s to fu e s o la m e n te una te se la p o r tra m a y la o p tim iza c ió n p or RD p ara una v e lo c id a d de d e s tin o d ad a ta m b ié n se usó.
T o d a s las m e d ic io n e s P S N R se lle va ro n a cabo en el d o m in io R G B. La P S N R p ro m e d io d e fin id a com o (P S N R (ro jo ) P S N R (ve rd e ) P S N R (a zu l))/3 se usa para co m p a ra r la ca lid a d de co m p re s ió n genera l. E sto es p rin c ip a lm e n te p o rq u e los d a to s c o m p rim id o s J P E G 2 K se co m p u ta n u sa nd o un a lg o ritm o de con tro l de ve lo c id a d d e sco n o c id a p ro v is to por el so ftw a re . P ara c ie rto s casos, los va lo re s R G B P S N R e stán un p oco a le ja d o s e n tre sí, e sp e c ia lm e n te cu a n d o se usa la tra n s fo rm a c ió n de c o lo r JP E G 2 k.
La co m p a ra c ió n de co m p re s ió n se re a lizó co m o s igue:
• N ew 1: el perfil 4 :4 :4 a va n za d o p ro p u e s to con un so lo m odo de p red icc ió n .
• N ew 3: el perfil 4 :4 :4 a va n za d o p ro p u e s to con tre s m o do s de p red icc ió n .
• R C T -O F F : e n tra d a R G B con R C T = a pa gado .
• R C T - O N: e n tra d a R G B con R C T = e ncen d id o .
• Y C O C G : la co n ve rs ió n R G B a Y C O C G se h izo fu e ra del códec. E n to n ce s el Y C O C G c o n ve rtid o se usó com o la e n tra d a para el so ftw a re JVT.
• R G B: m é to do p rop u es to a p ro x im a d o al co m p rim ir las se ñ a le s R, G y B p o r sep a rad o .
• Y C O CG : m é to do p ro p u e s to a p ro x im a d o al co m p rim ir las se ñ a le s de Y, C O y C G c o n ve rtid a s de fo rm a sep a rad a .
• J2 k_ R G B : la co m p re s ió n JP E G 2 se h izo en el d o m in io R G B. Se a p a g ó la tra n s fo rm a c ió n de c o lo r JP E G 2 k.
• J2 k_ Y U V : La co m p re s ió n J P E G 2 k se h izo en el d o m in io Y U V . S e usó la tra n s fo rm a c ió n de c o lo r JP E G 2 k.
De a cu e rd o con los re su lta d o s de p rueba , una im p le m e n ta c ió n de a cu e rd o con los p rin c ip io s de la p rese n te in ve n c ió n se co n fig u ra en una re a liza c ió n , en g en era l y es m uy s im ila r a J P E G 2 k en té rm in o s de e fic ie n c ia genera l de co m p re s ió n . En a lg u n o s casos, es in c lu so un p oco m ejor.
A d e m á s, una im p le m e n ta c ió n de a cu e rd o con los p rin c ip io s de la p re se n te inve nc ión , seg ún se co n fig u ra n en una re a liza c ió n , p ro p o rc io n a m a yo r re n d im ie n to (co m p re s ió n ) que el perfil 4 :4 :4 a lto a c tu a l para una ca lid a d so b re 40 dB (P S N R ). E sp e c ífica m e n te , N e w 1 -Y C O C G o N ew 3 - Y C O C G es m e jo r q ue Y C O C G y R C T -O N , N e w 1 -R G B o N ew 3-R G B es m e jo r que R C T -O F F . A una P S N R igua l o m a yo r que 45 dB (P S N R ) la m e jo ra p ro m e d io en la P S N R p ro m e d io es m ás de 1,5 dB. En el ú ltim o e je m p lo , la m e jo ra se p uede tra d u c ir en m ás de un 25 % de a h o rro de bits en una P S N R igua l a 45 dB.
De a cu e rd o con los re su lta d o s de p rueba, p a re ce q ue las tra n s fo rm a c io n e s de c o lo r a yu d a rá n al re n d im ie n to de co d ifica c ió n cu a n d o el co n te n id o e stá m ás sa tu ra d o de co lor, ta l com o TP, RT. E sto es, si el c o lo r es neu tra l y m e no s sa tu ra d o , la co d ifica c ió n en el d o m in io R G B p uede se r la o pc ión co rre cta . La o b se rva c ió n a n te r io r es in d e p e n d ie n te de la tra n s fo rm a c ió n de c o lo r q ue se use.
A l co m p a ra r los re su lta d o s de N e w 1 -Y C O C G o N e w 3 -Y C O C G y JP E G -2 k_ Y U V , se ha o b se rva d o q ue el re n d im ie n to de una tra n s fo rm a c ió n de co lo r e sp e c ífica en té rm in o s de m e jo ra r la e fic ie n c ia de co d ifica c ió n d e p e n d e m u ch o del con ten ido . U na s o la tra n s fo rm a c ió n de c o lo r no es s ie m p re la m e jor. P o r lo tan to , n u e s tro s d a tos co n firm a ro n que al te n e r una tra n s fo rm a c ió n de co lo r, ta l com o RCT, d en tro del c ic lo de co d ifica c ió n (o d e co d ifica c ió n ) p uede no se r una b uena idea. En su lugar, al lle va r a cab o la tra n s fo rm a c ió n de co lor, cu a n d o es n ecesa rio , fu e ra del c o d ific a d o r/d e c o d ific a d o r p uede h a ce r q ue el s is te m a de co m p re s ió n co m p le to p ro p o rc io n e un re n d im ie n to m e jo r y m ás robusto .
A l co m p a ra r Y C O C G con R C T -O N , los re su lta d o s de p rue b a no m u e s tra n n in g u n a m e jo ra en la e fic ie n c ia de co d ifica c ió n de RCT: A d e m á s, ca b e s e ñ a la r q ue al e je cu ta r el so ftw a re de re fe re n c ia con el R C T e n ce n d id o in c re m e n tó m u ch o el t ie m p o de co d ifica c ió n . El t ie m p o de e je cu c ió n fu e 2 ,5 v e c e s m ás largo.
A h o ra se d ará una d e sc rip c ió n con re sp e c to a los ca m b io s en s in ta x is y se m á n tica de a cu e rd o con los p rin c ip io s de la p re se n te in ve n c ió n co m o se co n fig u ra en una re a liza c ió n .
C on re fe re n c ia a la fig u ra 12, una ta b la para la s in ta x is del p a rá m e tro de s e cu e n c ia H .264 se ind ica por lo genera l con el n úm e ro 1200 de re fe ren c ia . Los ca m b io s en s in ta x is de a cu e rd o con los p rin c ip io s de la p re se n te in ve n c ió n com o se co n fig u ra en una re a liza c ió n , se ind ican con el te x to en cu rs iva .
C on re fe re n c ia a la fig u ra 13, una ta b la para la s in ta x is de d a tos re s id u a le s se in d ica por lo g en e ra l con el n úm e ro 1300 de re fe ren c ia . Los ca m b io s /a d ic io n e s en la s in ta x is de a cu e rd o con los p rin c ip io s de la p re se n te inve n c ió n seg ún se co n fig u ra n en una re a liza c ió n , se ind ican con te x to en cu rs iva . En la ta b la 1300, la se cc ió n de lum a en el e n ca b e za d o de d a to s re s id u a le s ju n to con c ie rta s m o d ifica c io n e s de te x to n e ce sa ria s se re p iten d os v e ce s para dar so p o rte a lum a1 y Ium a2, re sp e c tiva m e n te .
C om o se s e ñ a ló an tes , la p rim e ra re a liza c ió n c o m b in a d a se e va luó y se p rob ó al im p le m e n ta r los p rese n te s p rin c ip io s en el so ftw a re de re fe re n c ia JV T JM 9.6. Los re su lta d o s de p rue b a m a rca d o s con N ew 1 - R G B o N ew 1-Y C O C G re p re se n ta n la p rim e ra re a liza c ió n co m b in a d a . C om o se s e ñ a ló an tes , de a cu e rd o con los p rin c ip io s de la p re se n te re a liza c ió n seg ún se co n fig u ra n en una re a liza c ió n , un co n ju n to (o s u b c o n ju n to ) de tre s (3 ) p red ic to re s e sp a c ia le s re s tr in g id o s se u tiliza para los ca n a le s de co m p o n e n te (p o r e je m p lo , los fo rm a to s R G B, Y U V , Y C rC b y d em á s), en lu g a r de un ú n ico m o do de p red icc ió n e sp ac ia l. A d e m á s, com o se s e ñ a ló an tes , e sta re a liza c ió n se p ue de co m b in a r con o tras re a liza c io n e s d e sc rita s en el p re se n te d ocum e n to , ta l com o p o r e je m p lo , el uso de s o la m e n te el a lg o ritm o de co d ifica c ió n de lum a p ara c o d ifica r los tre s ca n a le s de c o m p o n e n te de co n te n id o y /o el uso de la tra n s fo rm a c ió n de c o lo r co m o un paso de p re p ro ce sa m ie n to .
A h o ra se d ará una d e sc rip c ió n con re sp e c to a la se g u n d a re a liza c ió n co m b in a d a a n tes d escrita , la cua l in vo lu c ra el uso de un co n ju n to (o su b c o n ju n to ) de tre s (3 ) p re d ic to re s e sp a c ia le s re s tr in g id o s para los co m p o n e n te s de co lo r, el uso de un a lg o ritm o de co d ifica c ió n de lum a para co d ifica r los tre s co m p o n e n te s de co lo r, y el uso de una tra n s fo rm a c ió n de c o lo r co m o un p aso de p re p ro ce sa m ie n to (es dec ir, s in R C T d en tro del c ic lo de com p re s ión ). A lg u n a s v a r ia c io n e s de e sta re a liza c ió n ta m b ié n se rán d e sc rita s
C on re fe re n c ia a la fig u ra 14, un p ro ce so de co d ifica c ió n de v id e o de e je m p lo con un paso de tra n s fo rm a c ió n de c o lo r de p re co d ifica c ió n se ind ican p o r lo g en e ra l con los n ú m e ro s 1400 y 1401 de re fe ren c ia , re sp e c tiva m e n te .
Se d eb e a p re c ia r q ue el b lo q ue 1401 de tra n s fo rm a c ió n de c o lo r de p re co d ifica c ió n in c lu ye los b lo q ue s 1406, 1408, y 1410. A d e m á s, se d ebe a p re c ia r q ue el b lo q ue 1401 de tra n s fo rm a c ió n de c o lo r de p re co d ifica c ió n es o pc ion a l y, por lo tan to , se p uede o m itir en a lg u n a s re a liza c io n e s de la p re se n te inve nc ión .
El b lo q ue 1401 de tra n s fo rm a c ió n de c o lo r de p re co d ifica c ió n in c lu ye un b lo q ue 1406 de lím ite de c ic lo q ue e m p ie za un c ic lo p ara cad a b lo q ue en una im a ge n , y pasa el con tro l a un b lo q ue 1408 de fu n c ió n . El b lo q ue 1408 de fu n c ió n re a liza el p re p ro ce sa m ie n to de c o lo r de los d a tos de señ a l de v id e o del b lo q ue de im a ge n a c tu a l y pasa el con tro l a un b lo q ue 1410 de lím ite de c iclo . El b lo q ue 1410 de lím ite de c ic lo te rm in a el c ic lo . A d e m á s, el b lo q ue 1410 de lím ite de c ic lo p asa el con tro l a un b lo q ue 1412 de lím ite de c iclo , é ste ú ltim o e s ta n d o in c lu id o en el p roce so 1400 de co d ifica c ió n de v ideo.
El b lo q ue 1412 de lím ite de c ic lo e m p ie za un c ic lo para cad a b lo q ue en la im a ge n , y p asa el con tro l a un b loque 1415 de fu n c ió n . El b lo q ue 1415 de fu n c ió n fo rm a una p red icc ió n e sp ac ia l o c o m p e n sa d a p or m o v im ie n to del b loque de im a ge n actua l u sa nd o un p re d ic to r com ú n para cad a co m p o n e n te de c o lo r del b lo q ue de im a g e n actua l, y p asa el con tro l a un b lo q ue 1420 de con tro l. El b lo q ue 1420 de fu n c ió n su s tra e la p red icc ió n e sp ac ia l o co m p e n sa d a por m o v im ie n to del b lo q ue de im a ge n a c tu a l p a ra fo rm a r un re s idu o de p red icc ió n y p asa el con tro l a un b lo q ue 1430 de fu n c ió n . El b lo q ue 1430 de fu n c ió n tra n s fo rm a y cu a n tifica el re s idu o de p red icc ió n y p asa el con tro l a un b lo q u e 1435 de fu n c ió n . El b lo q ue 1435 de fu n c ió n tra n s fo rm a y cu a n tifica de fo rm a in ve rsa el re s idu o de p red icc ió n para fo rm a r un re s idu o de p re d icc ió n co d ifica d o y pasa el con tro l a un b lo q ue 1445 de fu n c ió n . El b lo q ue 1445 de fu n c ió n a ñade el re s idu o co d ifica d o a la p red icc ió n para fo rm a r un b loque de im a ge n co d ifica d a y pasa el con tro l a un b lo q ue 1450 de fin de c iclo . El b lo q ue 1450 de fin de c ic lo te rm in a el c ic lo y pasa el con tro l a un b lo q ue 1455 de fin.
C on re fe re n c ia a la fig u ra 15, un p ro ce so de d e co d ifica c ió n de v id e o de e je m p lo con un p aso de tra n s fo rm a c ió n de c o lo r in ve rsa de p o s d e co d ifica c ió n se ind ican p or lo g en e ra l con los n ú m e ro s 1500 y 1560 de re fe renc ia , re sp e c tiva m e n te .
Se d eb e a p re c ia r q ue el b lo q ue 1560 de tra n s fo rm a c ió n de c o lo r inve rsa , de p o sd e co d ifica c ió n inc lu ye los b lo q ue s 1562, 1564, 1566 y 25 1568.
El p ro ce so 1500 de d e co d ifica c ió n in c lu ye un b lo q ue 1510 de lím ite de c ic lo q ue e m p ie za un c ic lo para un b loque a c tua l en una im a g e n y pasa el con tro l a un b lo q ue 1515 de fun c ión . El b lo q ue 1515 de fu n c ió n d e co d ifica con e n tro p ía el re s idu o co d ifica d o y pasa el con tro l a un b lo q ue 1520 de fu n c ió n . El b lo q ue 1520 de fu n c ió n tra n s fo rm a y cu a n tif ica de fo rm a in ve rsa el re s id u o d e co d ifica d o para fo rm a r un re s idu o co d ifica d o y pasa el con tro l a un b loque 1530 de fu n c ió n . El b lo q ue 1530 de fu n c ió n a ñ a d e el re s idu o co d ifica d o a la p red icc ió n fo rm a d a d esde un p re d ic to r com ú n para cad a co m p o n e n te de c o lo r p a ra fo rm a r un b lo q ue de im a g e n co d ifica d a y p asa el con tro l a un b loque 1535 de lím ite de c iclo . El b loque 1535 de lím ite de c ic lo te rm in a el c ic lo y pasa el con tro l a un b loque 1540 de fin.
El b lo q ue 1535 de lím ite de pasa el con tro l al b lo q ue 1560 de tra n s fo rm a c ió n de c o lo r in ve rsa de p osd e co d ifica c ió n , en p a rticu la r al b lo q ue 1562 de lím ite de c ic lo in c lu id o en el b lo q ue 1560 de tra n s fo rm a c ió n de c o lo r in ve rsa de p o sd e co d ifica c ió n . El b lo q ue 1562 de lím ite de c ic lo e m p ie za un c ic lo para cad a b loque en una im a g e n y pasa el con tro l a un b lo q ue 1564 de fu n c ió n . El b lo q ue 1564 de fu n c ió n re a liza el p o sp ro ce sa m ie n to de c o lo r in ve rsa de los d a tos de se ñ a l de v id e o del b lo q ue de im a ge n a c tua l y p asa el con tro l a un b lo q ue 1566 de lím ite de c iclo . El b loque 1566 de lím ite de c ic lo te rm in a el c ic lo y p asa el con tro l a un b lo q ue 1568 de fin.
C o m o se m e n c io n ó antes , se d ivu lg a un n ue vo perfil (p e rfil_ id c= 166 ) p ara el perfil 4 :4 :4 a va nza do . E ste nue vo perfil ta m b ié n se p uede u sa r para la s e g u n d a re a liza c ió n com b ina da , con los ca m b io s de s e m á n tica y s in ta x is c o rre sp o n d ie n te s seg ún se d e sc rib e en el p re se n te d o cu m e n to para la s e g u n d a re a liza c ió n co m b in a d a . E ste nuevo p ro file _ id c se a ña de al co n ju n to de p a rá m e tro s de se cu e n c ia y se rá u sa do p rin c ip a lm e n te en los e n ca b e za d o s p o s te rio re s para in d ica r q ue el fo rm a to de e n tra d a es 4 :4 :4 y los tre s ca n a le s de e n tra d a se co d ifica n de fo rm a s im ila r al lum a.
P ara m in im iza r los ca m b io s n e ce sa rio s en la n o rm a H .264 , no se d e sc rib e n ingún tip o n uevo de m a c ro b lo q u e p ara el perfil 4 :4 :4 a va nza do . En su lugar, to d o s los tip o s de m a cro b lo q u e ju n to con los p a rá m e tro s de cod ifica c ió n a so c ia d o s e n u m e ra d o s en la ta b la 7 -11, la ta b la 7 -13 y la ta b la 7 -14 , de la n o rm a H .264 s ig u e n s ie n d o vá lid o s . Para el caso de in tra m a c ro b lo q u e s , los tre s ca n a le s de e n trada , lum a, C r y C b se co d ifica rá n b a sá n d o se en M b P a rtP re d M o d e d e fin id o en la ta b la 7-11 de la n o rm a H .264. P o r e je m p lo , un m a cro b lo q u e in tra _ 4 x4 en el perfil 4 :4 :4 a va n za d o s ig n ifica q ue cad a cana l de co m p o n e n te de e n tra d a se p uede c o d ific a r u sa n d o los 9 p os ib le s m odos de p red icc ió n d e te rm in a d o s en la ta b la 8-2 de la norm a H .264. C om o re fe ren c ia , en el perfil 4 :4 :4 a lto, d os de los ca n a le s para el m a c ro b lo q u e in tra _ 4 x4 se rán tra ta d o s com o c ro m a y s o la m e n te se usa rá uno de los cua tro p os ib le s m o do s de in tra p re d icc ió n en la ta b la 8-5 de la norm a H .264. P ara los m a c ro b lo q u e s B y P, los ca m b io s hecho s para el perfil 4 :4 :4 a va n za d o o cu rren en el p roce so de in te rp o la c ió n para el cá lcu lo del v a lo r del p íxe l de re fe ren c ia en la u b ica c ió n fra cc io n a d a del p íxe l. A qu í, el p ro ce d im ie n to d e sc rito en la se cc ió n 8.4.2.2.1 de la n o rm a H .264 , el p roce so de in te rp o la c ió n de m u e s tra de lum a, se a p lica rá n para el lum a, C r y Cb. O tra vez, com o re fe ren c ia , el perfil 4 :4 :4 a c tua l usa la se cc ió n 8.4.2.2.2 del p roce so de in te rp o la c ió n de m u e s tra de c ro m a de la n o rm a H .264 , para dos de los ca n a le s de entrada .
En el caso en el q ue se s e le cc io n a C A B A C co m o el m odo de co d ifica c ió n de e n trop ía , d os co n ju n to s s e p a ra d o s de m o d e lo s de co n te x to id é n tico s a los a c tu a lm e n te d e fin id o s para lum a se rán c re a d o s para C r y Cb. T a m b ié n se p ue de n a c tu a liz a r de fo rm a in d e p e n d ie n te d u ra n te el cu rso de la cod ifica c ió n .
P o r ú ltim o , en la re a liza c ió n , ya q ue no hay un b loque R C T en el c ic lo de co d ifica c ió n , el R e s id u e C o lo rT ra n s fo rm F la g se e lim in a del co n ju n to de p a rá m e tro de se cu e n c ia en el perfil 4 :4 :4 ava nza do .
H as ta e ste pun to , la m a yo ría de los ca m b io s en s in ta x is o cu rre n en los d a tos de re s idu o co m o se m u es tra en la fig u ra 13, d on de la s in ta x is o rig in a l para el lum a se re p ite d os v e ce s para d a r so p o rte a C r y C b en los p e rfile s 4 :4 :4 a va n za d o s p rop u es tos .
C on re sp e c to a la ta b la de e s tra to de m a cro b lo q u e H .264 (no m ostrad a ), los ca m b io s se m á n tic o s c o rre sp o n d ie n te s a la s in ta x is inc lu ye n lo s igu ien te .
c o d e d _ b lo c k _ p a tte rn (A D D ). C u a n d o ch ro m a _ fo rm a t_ id c es igua l a 3 y c o d e d _ b lo ck_ p a tte rn e stá p resen te ,
c o d e d B lo c k P a tte rn C h ro m a d eb e e s ta b le ce rse en 0. A d e m á s, co d e d B lo c k P a tte rn L u m a e sp e c ifica , para cada uno de los d oce b lo q ue s 8x8 lum a, C b y C r del m a cro b lo q u e , uno de los s ig u ie n te s casos: (1 ) to d o s los n ive les de c o e fic ie n te de tra n s fo rm a c ió n de los d oce b lo q ue s de lum a 4x4 en los b loque de lum a 8x8, C b 8x8 y C r 8x8 son ig u a le s a cero; (2) U no o m ás de los n ive les de c o e fic ie n te de tra n s fo rm a c ió n de uno o m ás de los b lo q ue s de lum a 4 x4 en los b lo q u e s de lu m a 8x8, C b 8x8 y C r 8 x8 se rán v a lo ra d o s en no cero.
A h o ra se d a rá una d e sc rip c ió n con re spe cto a la se le cc ió n de m o do de p red icc ió n e sp ac ia l p a ra los in tra b lo q u e s de a cu e rd o con la s e g u n d a re a liza c ió n c o m b in a d a (o la ún ica re a liza c ió n re la c io n a d a con el uso del con ju n to (o su b c o n ju n to ) de los tre s p re d ic to re s e sp a c ia le s re s tring ido s).
P ara que cad a c o m p o n e n te de c o lo r s e le cc io n e su m e jo r M b P a rtP re d M o d e y el m e jo r m o do de p red icc ió n espac ia l p o s te rio r de fo rm a in d e p e n d ie n te , com o en el caso m ie n tra s se co d ifica cada can a l de e n tra d a p or sep a ra d o , se p ue de n a ñ a d ir a lg u n o s tip o s de in tra b lo q u e en la tab la 7-11 de la n orm a H .264. C om o re su ltado , se re a liza rá n una g ran c a n tid a d de ca m b io s en la norm a H .264. En una re a liza c ió n re la c io n a d a con la s e g u n d a re a liza c ió n com b ina da , los m b _ typ e s a c tu a le s p e rm a n e ce n s in ca m b io y se p ro p o rc io n a una so lu c ió n a lte rn a tiva . En la re a liza c ió n , los tres ca n a le s de e n tra d a e stán re s tr in g id o s para s e r c o d ifica d o s con el m ism o M b P a rtP re d M o d e o tip o de m a crob loq ue . E n to n ce s una p e q u e ñ a ca n tid a d de n u e vo s e le m e n to s se a ñ a d e n d en tro de la s in ta x is de p red icc ió n del m a c ro b lo q u e para d a r so p o rte a tre s m o do s de p red icc ió n se p a ra d o s . P o r lo tan to , cad a c o m p o n e n te p uede e le g ir te ó ric a m e n te su m e jo r m o do de p red icc ió n e sp ac ia l, de fo rm a in d e p e n d ie n te , con el fin de re d u c ir al m ín im o el e rro r de p red icc ió n para ca d a cana l de co m p o n e n te . P o r e je m p lo , s u p o n ie n d o q ue se s e le cc io n a un m a cro b lo q u e 4x4 co m o el m b _type , lum a, C r o C b p ue de e n co n tra r su p rop io m o do de p red icc ió n e sp ac ia l en la ta b la 8-2 en la se cc ió n 8.3.1.1 de la n orm a H .264 , ta l com o p o r e je m p lo , ln tra _ 4 x4 _ V e rtica l para lum a, ln tra _ 4 _ 4 _ H o rizo n ta l para Cr e ln tra _ 4 x 4 _ D ia g o n a l_ D o w n _ L e ft para Cb.
O tro e n fo q u e re la c io n a d o con la p rim e ra re a liza c ió n c o m b in a d a d e sc rita antes, es re s tr in g ir los tre s ca n a le s de e n tra d a para co m p a rtir el m ism o m o do de p red icc ió n . E s to se p uede re a liza r u sa nd o la in fo rm a c ió n de p red icc ió n q ue es lle va d a a c tu a lm e n te p o r los e le m e n to s de s in ta x is e x is ten tes , ta le s co m o p re v_ in tra 4 x5 _ p re _ m o d e _ fla g , re m _ in tra 4 x5 _ p re d _ m o d e , p re _ in tra 8 x8 _ p re d _ m o d e _ fla g y re m _ in tra 8 x8 _ p re d _ m o d e , en la s in ta x is de p red icc ió n del m a cro b lo q u e . E sta o pc ión p ro vo ca rá un ca m b io m e no r en la norm a H .264 y en c ie rta p é rd ida de la e fic ie n c ia de co d ifica c ió n tam b ién .
B a sá n d o se en los re su lta d o s de p rueba , usa r tre s m o do s de p red icc ió n p ue de m e jo ra r el re n d im ie n to de co d ifica c ió n g en e ra l a p ro x im a d a m e n te 0 ,2 dB so b re la p rim e ra re a liza c ió n com b ina da .
C on re fe re n c ia a la fig u ra 16, se ind ica p o r lo g en e ra l una ta b la para la s in ta x is de p red icc ió n de m a cro b lo q u e H .264 con el n ú m e ro 1700 de re fe ren c ia . C om o re fe ren c ia , se e n u m e ra a co n tin u a c ió n la s in ta x is de p red icc ió n de m a c ro b lo q u e m o d ifica d a para d a r so p o rte a tre s m o do s de p red icc ió n , donde :
p re v_ in tra 4 x 4 _ p re d _ m o d o _ fla g 0 y re m _ in tra 4 x 4 _ p re d _ m o d e 0 son para lum a;
p re v_ in tra 4 x4 _ p re d _ m o d o _ fla g 1 y re m _ in tra 4 x4 _ p re d _ m o d e 1 son para Cr;
p re v_ in tra 4 x 4 _ p re d _ m o d o _ fla g 2 y re m _ in tra 4 x 4 _ p re d _ m o d e 2 son para Cb.
A h o ra se d ará una d e sc rip c ió n con re spe cto a los re su lta d o s de s im u la c ió n re a liza d o s de a cu e rd o con los p rese n te s p rin c ip io s de la inve nc ión , seg ún se co n fig u ra n en una re a liza c ió n , para la s e g u n d a re a liza c ió n com b ina da .
T o d a s las se cu e n c ia s de p rue b a J V T /F R E x t d e sc rita s en la se cu e n c ia de p rue b a o rig in a d a p or pe lícu la , JV T -J042 , JV T -J039 (V ip e r). T o d a s e llas son m a te ria le s de 10 bits y cada c lip tie n e 58 tra m as .
El a lg o ritm o p ro p u e s to se im p le m e n tó en un so ftw a re JM 9.6 de re fe re n c ia JV T y el so ftw a re m o d ifica d o se usó en las p rue b as . Se p ro b a ro n ta n to s o la m e n te in te rn o co m o IB R rB P . A qu í, "B r" s ig n ifica las im á g e n e s B g rab a da s. El caso so la m e n te in te rn o se re a lizó para to d a s las se cu e n c ia s con el p a rá m e tro de cu a n tifica c ió n igua l a 6, 12, 18, 24, 30, 36 y 42. D eb ido a la g ran c a n tid a d de tie m p o in vo lu c ra d o en la s im u la c ió n , la e s tru c tu ra G O P IB R rB P se llevó a ca b o para los c lips de p e lícu la con un p a rá m e tro de cu a n tifica c ió n igua l a 12, 18, 24, 30 y 36. De a cu e rd o con esta e xp lica c ió n en el A H G 4 :4 :4 , se u sa ron los s ig u ie n te s p a rá m e tro s c lave en las p ruebas:
S y m b o lM o d e = 1
R D O p tim iza tio n = 1
S ca lin g M a trix P re se n tF la g = 0
O ffs e tM a tr ix P re s e n tF la g = 1
Q o ffse tM a trix F ile = "q _ o ffse t.c fg "
A d a p tiv e R o u n d in g = 1
A d a p tR n d P e r io d = 1
A d a p tR n d C h ro m a = 1
A d a p tR n d W F a c to rX = 8
S e a rch R a n g e = 64
U se F M E = 1
C on re sp e c to a JP E G 2 K , se usó el so ftw a re K aK a d u V 2.2.3 en las p ruebas. Los re su lta d o s de p rue b a se g en e ra ro n u sa nd o 5 n ive les de la d e sco m p re s ió n de fo rm a de onda, con el filtro de fo rm a de o nda b io rto go na l de 9 /7 de tom a. S o lo hab ía una te se la p or tra m a y ta m b ié n se usó la R D O p tim iza tio n para una v e lo c id a d de d e s tin o dada.
Las m e d ic io n e s P S N R se ca lcu la ro n en p rim e r lu g a r en el d o m in io de c o lo r o rig in a l de los c o n te n id o s de o rigen , que es R G B para los c lip a n te s d escritos . La P S N R p rom ed io , d e fin id a com o (P S N R (ro jo ) P S N R (ve rd e ) P S N R (a zu l))/3 se usa para co m p a ra r la ca lid a d de co m p re s ió n genera l.
La co m p a ra c ió n de co m p re s ió n se re a lizó co m o s igue:
N ew 1: el perfil 4 :4 :4 a va n za d o p ro p u e s to con un so lo m o do de p red icc ió n .
N ew 3: el perfil 4 :4 :4 a va n za d o p ro p u e s to con tre s m o do s de p red icc ió n .
R C T -O F F : e n tra d a R G B con R C T = a pa gado .
R C T -O N : e n tra d a R G B con R C T = e ncen d id o .
Y C O C G : co n ve rs ió n R G B a Y C O C G se lle vó a cabo fu e ra del códec. E n to n ce s el Y C O C G c o n ve rtid o se usó com o la e n tra d a p ara el so ftw a re JVT.
R G B : m é to do p rop u es to a p ro x im a d o al co m p rim ir las se ñ a le s R, G y B p o r sep a rad o .
Y C o C G : m é to do p ro p u e s to a p ro x im a d o al c o m p rim ir las se ñ a le s de Y, C O y C G co n ve rtid a s de fo rm a sep a rad a .
JP E G 2 k_ R G B : la co m p re s ió n J P E G 2 k se llevó a ca b o en el d o m in io R G B. La tra n s fo rm a c ió n de c o lo r J P E G 2 k se apagó .
JP E G 2 k_ Y U V : la co m p re s ió n J P E G 2 k se lle vó a cabo en el d o m in io Y U V . Se usó la tra n s fo rm a c ió n de co lo r JP E G 2 k.
P ara el caso s o la m e n te in te rn o , el perfil 4 :4 :4 a va n za d o p ro p u e s to de a cu e rd o con la p re se n te in ve n c ió n es m uy s im ila r al J P E K 2 k en té rm in o s de e fic ie n c ia de co m p re s ió n g en era l. En a lg u n o s casos, es in c lu s ive m ejor.
El e n fo q u e de a cu e rd o con los p rin c ip io s de la p re se n te inve n c ió n es c la ra m e n te m e jo r q ue el perfil 4 :4 :4 a lto actua l. A una P S N R igua l o m a yo r que 45 d B (P S N R ), la m e jo ra p rom ed io en la P S N R p ro m e d io es m a yo r que 1,5 dB. En a lg u n o s casos, la m e jo ra se p ue de tra d u c ir en m ás de 25 % de a h o rro s de b its a una P S N R igua l a 45 dB.
Inc lu so con el m ism o tip o de b loque , u sa r tre s m o do s de p red icc ió n es un poco m e jo r q ue uno so lo . S in e m ba rg o , se p ue de n u tiliza r m ás ca m b io s de s in ta x is y sem á n tica .
A h o ra se d ará una d e sc rip c ió n de m u ch as de las v e n ta ja s /c a ra c te rís tic a p ro v is ta s p o r los p rin c ip io s de las re a liza c io n e s de la p re se n te inve nc ión .
Los re su lta d o s de p rue b a d e m u e s tra n que el perfil 4 :4 :4 a va n za d o p rop u es to , u tiliza n d o las m e jo ras c o rre sp o n d ie n te s a los p rin c ip io s de la p re se n te inve nc ión , p ro p o rc io n a un re n d im ie n to m e jo rad o cu a n d o se co m p a ra con el perfil 4 :4 :4 a lto actua l.
La g a n a n c ia de re n d im ie n to es m uy im p o rta n te . A d e m á s, m o ve r la tra n s fo rm a c ió n de c o lo r fu e ra del có d e c h ará la a rq u ite c tu ra del có d e c co n s is te n te e n tre to d o s los o tro s fo rm a to s de co lor. C om o re su lta d o fa c ilita rá la im p le m e n ta c ió n y re du c irá el cos to . T a m b ié n , hará el có d e c m ás ro b u s to en té rm in o s de s e le cc io n a r la tra n s fo rm a c ió n ó p tim a de c o lo r para a lc a n z a r una e fic ie n c ia de co d ifica c ió n m e jor. T a m b ié n el e n fo q u e p ro p u e s to no a ñ a d e n u e va s h e rra m ie n ta s de co d ifica c ió n y re q u ie re s o la m e n te uno s p e q u e ñ o s ca m b io s en la s in ta x is y en la se m á n tica . Se p ro p o rc io n a n m o d ifica c io n e s para la n orm a H .264 e x is te n te q ue m e jo ran el re n d im ie n to m ás a llá de lo a c tu a lm e n te a lca n za b le . A d e m á s, el re n d im ie n to se m e jo ra m ás a llá de J P E G -2000 p ara a p lica c io n e s de a lta ca lid ad . De a cu e rd o con un e je m p lo de a n te ce d e n te ilu s tra tivo no re iv ind ica do , se p ue de n lo g ra r m u ch a s m e jo ras en el re n d im ie n to de co d ifica c ió n 4 :4 :4 en la norm a H .264 u sa nd o el a lg o ritm o de co d ifica c ió n de lum a para co d ifica r los tre s c o m p o n e n te s de c o lo r del co n te n id o 4 :4 :4. E sto es, no son n e ce sa ria s n u e va s h e rra m ie n ta s para el a lg o ritm o de co m p re s ió n de lu m a (o crom a, q ue no se usa). En su lugar, se u tilizan las h e rra m ie n ta s de co d ifica c ió n de lum a. A d e m á s , los ca m b io s en se m á n tica y s in ta x is en el perfil 4 :4 :4 a c tua l se p ue de n im p le m e n ta r de a cu e rd o con los p re se n te s p rin c ip io s para d a r so p o rte a la co d ifica c ió n de lum a de los tre s ca n a le s de co m p o n e n te . En las p rue b as c o n d u c id a s de a cu e rd o con una re a liza c ió n de la p re se n te inve n c ió n , cu a n d o el co n te n id o de o rige n tie n e m u ch as te x tu ra s y b o rd e s e sp ac ia le s , las h e rra m ie n ta s de p red icc ió n e sp ac ia l u sa da s en lum a, c la ra m e n te e xh ibe n un re n d im ie n to s u p e r io r a las u sa da s en crom a. P ara a lg u n a s se cu e n c ia s de p rueba , cu a n d o cad a c o m p o n e n te de co lo r se co d ificó com o lum a, m ás de un 30% en la re du cc ió n de b its se o b se rvó a una ca lid a d co m p rim id a m a yo r q ue o igua l que 45 dB (P S N R p rom ed io ).
E s ta s y o tras c a ra c te rís tica s y ve n ta ja s de la p re se n te in ve n c ió n p ueden a lca n za rse fá c ilm e n te p or e xp e rto s en la té c n ica b a sá n d o se en las e n se ñ a n za s de la m ism a. Se d ebe e n te n d e r q ue las e n se ñ a n za s de la p re se n te inve nc ión se p ueden im p le m e n ta r en d ife re n te s fo rm a s de h ard w are , so ftw a re , f irm w a re , p ro ce sa d o re s de p rop ó s ito s e sp e c ia le s o c o m b in a c io n e s de los m ism os.
M ás p re fe rib le m e n te , las e n se ñ a n za s de la p re se n te in ve n c ió n se p ueden im p le m e n ta r com o una co m b in a c ió n de h a rd w a re y so ftw a re . A d e m á s, el so ftw a re p ue de im p le m e n ta rse com o un p ro g ra m a de a p lica c ió n in co rp o ra d o ta n g ib le m e n te en una u n id ad de a lm a c e n a m ie n to de p rog ra m a . El p rog ra m a de a p lica c ió n se p uede carga r, e je cu ta r p o r una m á q u in a q ue co m p re n d a la a rq u ite c tu ra a p ro p ia d a . P re fe rib le m e n te , la m á q u in a se p uede im p le m e n ta r en una p la ta fo rm a in fo rm á tica con un h a rd w a re com o una o m á s u n id a d e s de p ro ce sa m ie n to cen tra l ("C P U "), una m e m o ria de a cce so a le a to rio ("R A M "), e in te rfa ce s de sa lid a y e n tra d a (" l/O "). La p la ta fo rm a in fo rm á tica ta m b ié n p ue de in c lu ir un s is te m a o p e ra tivo y un có d ig o de m ic ro in s tru cc io n e s . Los d ife re n te s p ro ce so s y fu n c io n e s d esc rito s en el p re se n te d o cu m e n to p ue de n s e r p a rte del có d ig o de m ic ro in s tru cc ió n o parte del p ro g ra m a de a p lica c ió n o una co m b in a c ió n de los m ism os, los cu a le s se p ueden e je cu ta r con una C P U . A d e m á s, se p ueden c o n e c ta r o tras u n id a d e s p e rifé rica s con la p la ta fo rm a in fo rm á tica com o una u n id ad de a lm a ce n a m ie n to de d a tos a d ic io n a l y una u n id ad de im p re s ió n .
T a m b ié n , se d eb e e n te n d e r q ue d eb ido a q ue a lg u n o s c o m p o n e n te s y m é to d o s del s is te m a re p re se n ta d o s en los d ib u jo s a d ju n to s p re fe rib le m e n te se im p le m e n ta n en un so ftw a re , las c o n e x io n e s re a le s e n tre los c o m p o n e n te s del s is te m a o los b lo q u e s de fu n c ió n del p ro ce so p ue de n d ife rir d e p e n d ie n d o de la m a ne ra en q ue se p ro g ra m e la p re se n te inve nc ión . H ab ie n d o p ro p o rc io n a d o las e n se ñ a n za s de la m ism a, los e xp e rto s en la té c n ica pod rán co n te m p la r e s ta s y o tra s im p le m e n ta c io n e s o co n fig u ra c io n e s s im ila re s de la p re se n te inve nc ión .
A u n q u e se han d e sc rito las re a liza c io n e s ilu s tra tiva s en el p re se n te d o cu m e n to con re fe re n c ia a los d ib u jo s ad jun tos , se d eb e e n te n d e r que la p rese n te inve n c ió n no e stá lim ita d a a e sa s p re c isa s re a liza c io n e s , y q ue se pueden e fe c tu a r v a r io s ca m b io s y m o d ifica c io n e s p o r los e xp e rto s en la té c n ica s in a p a rta rse del a lca n ce de la p rese n te inve nc ión com o se e s ta b le ce en las re iv in d ica c io n e s a d ju n tas .

Claims (8)

REIVINDICACIONES
1. - Un a p a ra to para d e co d ifica r d a tos de se ñ a le s de v id e o para un b loque de im a ge n , c o m p re n d ie n d o el apa ra to : un d e c o d ifica d o r (200 ) para d e c o d ifica r c o m p o n e n te s de c o lo r de los d a tos de señ a l de v ideo , en el q ue d icho d e c o d ifica d o r (200 ) e stá co n fig u ra d o para d e c o d ifica r to d o s los c o m p o n e n te s de c o lo r de los d a tos de se ñ a l de v id e o u sa nd o p re d ic to re s que se d e te rm in a n in d e p e n d ie n te m e n te p ara cad a uno de los c o m p o n e n te s de c o lo r y en el que el m u e s tre o de los da tos de se ñ a l de v id e o co rre sp o n d e a un fo rm a to 4 :4 :4 , en el que d ich o d e c o d ifica d o r está c o n fig u ra d o para d e c o d ifica r to d o s los c o m p o n e n te s de c o lo r de los d a to s de señ a l de v id e o u sa nd o p red ic to re s e sp a c ia le s d e te rm in a d o s in d e p e n d ie n te m e n te para la in tra tra m a y u sa nd o los m ism o s filtro s de in te rp o la c ió n para las tra m a s B y P para ca lc u la r p íxe le s de re fe ren c ia en u b ica c io n e s de p íxe les fra cc io n a le s , el d e c o d ifica d o r e s ta n d o c o n fig u ra d o para d e c o d ifica r los co m p o n e n te s de co lo r de los d a tos de señ a l de v íd e o s in a p lic a r una tra n s fo rm a c ió n de c o lo r re s idu a l a los m ism os, y el a p a ra to c o m p re n d ie n d o a d e m á s un m ó d u lo (293 ) de tra n s fo rm a c ió n de co lo r inve rsa , de p o sd e sco d ifica d o r, en co m u n ica c ió n de señ a l con d ich o d e co d ifica d o r, para re a liza r s e le c tiv a m e n te una tra n s fo rm a c ió n de c o lo r in ve rsa en co m p o n e n te s de c o lo r de los d a tos de se ñ a l de v íd e o d e sp u é s de la d e co d ifica c ió n de los co m p o n e n te s de c o lo r p o r d ich o d eco d ifica d o r.
2. - El a p a ra to de la re iv in d ica c ió n 1, en el q ue la tra n s fo rm a c ió n de c o lo r in ve rsa re a liza d a p o r d ich o m ó du lo (293 ) de tra n s fo rm a c ió n de c o lo r in ve rsa de p o s d e s co d ific a d o r es una tra n s fo rm a c ió n de c o lo r no res idua l.
3. - El a p a ra to de la re iv in d ica c ió n 1, en el q ue d ich o m ó du lo (293 ) de tra n s fo rm a c ió n de c o lo r in ve rsa de p o s d e s co d ific a d o r e stá c o n fig u ra d o para re a liza r la tra n s fo rm a c ió n de c o lo r in ve rsa en las im á g e n e s de o rigen c o rre sp o n d ie n te s a los d a tos de se ñ a l de v ídeo .
4. - El a p a ra to de la re iv in d ica c ió n 1, en el q ue d ich o m ó du lo (293 ) de tra n s fo rm a c ió n de c o lo r in ve rsa de p o s d e s co d ific a d o r e stá c o n fig u ra d o para p ro p o rc io n a r c o m p o n e n te s de c o lo r tra n s fo rm a d o s de los d a tos de señ a l de v íd e o en el fo rm a to R G B o cu a lq u ie r fo rm a to no RG B.
5. - Un m é to do para d e co d ifica r d a to s de señ a l de v id e o para un b lo q ue de im a ge n , el m é to do co m p re n d ie n d o : d e c o d ifica r (1500 ) c o m p o n e n te s de c o lo r de los d a tos de se ñ a l de v ide o , en el q ue d ich o p aso de d e co d ifica c ió n d e co d ifica to d o s los c o m p o n e n te s de c o lo r tra n s fo rm a d o s de los d a tos de se ñ a l de v id e o u sa nd o p re d ic to re s q ue se d e te rm in a n in d e p e n d ie n te m e n te para cad a uno de los co m p o n e n te s (1530 ) de c o lo r y en el que el m u es tre o de los d a to s de señ a l de v id e o co rre sp o n d e a un fo rm a to 4 :4 :4 , en el q ue to d o s los co m p o n e n te s de c o lo r de los d a tos de señ a l de v id e o se d e co d ifica n u sa n d o p re d ic to re s e sp a c ia le s d e te rm in a d o s in d e p e n d ie n te m e n te para la in tra tra m a y u sa nd o los m ism o s filtro s de in te rp o la c ió n para las tra m a s B y P para ca lc u la r p íxe les de re fe re n c ia en u b ica c io n e s de p íxe les fra cc io n a le s , en el q ue la d e co d ifica c ió n de los c o m p o n e n te s de c o lo r de los d a to s de se ñ a l de v íd e o se re a liza s in a p lica r una tra n s fo rm a c ió n de c o lo r re s idu a l a los m ism os , y en el q ue el m é to d o co m p re n d e a d e m á s un paso (1564 ) para re a liza r s e le c tiv a m e n te una tra n s fo rm a c ió n de c o lo r in ve rsa en c o m p o n e n te s de co lo r d e co d ifica d o s de los d a to s de señ a l de v íd e o .
6. - El m é to do de la re iv in d ica c ió n 5, en el q ue la tra n s fo rm a c ió n de c o lo r in ve rsa re a liza d a p or d ich o paso (1564 ) es una tra n s fo rm a c ió n de c o lo r no res idua l.
7. - El m é to d o de la re iv in d ica c ió n 5, en el q ue d ich o paso (1564 ) re a liza la tra n s fo rm a c ió n de c o lo r in ve rsa en las im á g e n e s de o rige n c o rre sp o n d ie n te s a los d a tos de señ a l de v ídeo .
8. - El m é to do de la re iv in d ica c ió n 5, en el que d ich o p aso (1564 ) p ro p o rc io n a co m p o n e n te s de c o lo r tra n s fo rm a d o s de los da tos de señ a l de v íd e o en el fo rm a to R G B o cu a lq u ie r fo rm a to no RG B.
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