FR2776159A1 - Systeme de codage d'images animees - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un système de codage d'images animées.Ce système servant à coder chaque image d'une séquence d'images animées dans des unités d'un groupe d'unités comprenant plusieurs images incluant ladite image comprend des moyens de commande de codage (14) pour régler une taille de pas de quantification de consigne pour coder chacun des différents types d'images contenus dans le groupe d'unités et effectuer une opération de commande pour délivrer une taille de pas prédéterminée, et des moyens (6) pour coder chaque image de la séquence d'images en utilisant ladite taille de pas réglée et ladite image ou une prédiction à partir d'une image antérieure codée de façon interne et/ ou d'une image codée de façon prédictive.Application notamment au traitement d'images vidéo animées.

Description

La présente invention a trait à un système de codage d'images animées, qui permet de coder chacune des images mobiles qui lui sont envoyées, moyennant l'utilisation de chacune des images animées introduites, et une image prédictive qui est décodée avant que s'effectue le codage de chacune des images animées. Plus particulièrement, l'invention a trait à un procédé pour commander le codage de chacune des images animées.
En se référant maintenant à la figure 5, annexée à la présente demande, on y voit représenté un organigramme illustrant un système de codage d'images animées de l'art antérieur, qui a été adopté par TM5 dans le cadre du système de codage standard international MPEG-2 et qui est décrit dans The Foundations of Digital Image Compression",
Nikkei BP Publishing Center, pages 189-196. Bien que le système de codage standard international MPEG-2 ne définisse pas un procédé spécifique de commande du codage d'une image animée vidéo, ce document décrit uniquement un procédé de commande de codage, qui a été adopté par TM5 du système MPEG-2 en tant que modèle de test. Le procédé de commande de codage, qui a été adopté par TM5 de MPEG-2, est constitué de trois étapes comme cela est représenté sur la figure 5.
Lors de l'étape 1, avant le codage d'une image d'un certain type telle qu'une image devant être codée de façon interne (ou image I) en utilisant l'information provenant seulement de cette image complète (ou image) ou elle-même, une image devant être codée en utilisant une prédiction dans le sens direct (ou image P), c'est-à-dire une prédiction provenant d'une image antérieure et avec compensation du déplacement, et une image codée en utilisant une prédiction dans le sens direct ou inverse ou les deux (ou image B), c'est-à-dire une prédiction à partir d'une ou de plusieurs images antérieures et/ou futures, avec compensation du déplacement, des mesures de complexité globale définies par les relations (1) à (3) sont mises à jour comme suit
Xi = Si * Qi (ave) (1)
Xp = Sp * Qp(ave) (2)
Xb = Sb * Qb(ave) (3) dans lesquelles Si, Sp et Sb sont les nombres de bits produits par le codage de cette image et Qi(ave), Qp(ave) et
Qb(ave) sont les paramètres de quantification moyens calculés par formation de la moyenne des tailles réelles de pas de quantification utilisées pendant le codage de tous les macro-blocs contenus dans chaque image et qui sont normalisés sous la forme d'un entier dans la gamme de 1 à 31. Une image animée qui produit une quantité accrue d'informations lorsqu'elle est codée, fournit des mesures de complexité globale Xi, Xp et Xb. Une image animée qui fournit un degré accru de compression lorsqu'elle est codée, fournit des mesures de complexité globale Xi, Xp et Xb plus faible. La mesure de complexité globale respective est par conséquent un nombre normalisé représentant d'une manière relative la quantité d'informations qui est requise pour le codage d'une image d'un certain type : une image I, une image P ou une image B, en fonction du type de cette image.
Les mesures de complexité globale possèdent des valeurs initiales Xi(init), Xp(init) et Xb(init) fournies par les relations (4) à (6) suivantes
Xi(init) = 160*bit rate/ll5 (4)
Xp(init) = 60*bit rate/115 (5)
Xb(init) = 42*bit~rate/115 (6) dans lesquelles bit~rate est une cadence binaire (en bps).
Le nombre de consigne respectif de bits pour l'image suivante dans un groupe d'images ou groupe GOP (Ti,
Tp ou Tb) peut être calculé par division du nombre restant de bits affectés au groupe GOP par le nombre d'images du type respectif d'images (I, P, ou B), en lequel est converti le nombre d'images I, P et B restantes, comme cela est représenté dans les relations (7) à (9). En supposant que toutes les images non encore codées dans le groupe GOP sont du même type que celles de l'image actuelle qui est actuellement en cours de codage, le nombre de consigne respectif de bits (Ti, Tp et Tb) peut servir de guide pour savoir combien de bits peuvent être prévus pour une image.
Ti = R / (1 + NpXp/XiKp + NbXb/XiKb) (7)
Tp = R / (Np + NbKpXb/KbXp) (8)
Tb = R / (Nb = NpKbXp/KpXb) (9)
Kp et Kb étant des constantes universelles qui dépendent des matrices de quantification. De façon typique on a Kp = 1,0 et Kb = 1,4. Np et Nb représentent le nombre d'images P et le nombre d'images B qui subsistent dans le groupe GOP actuel dans l'ordre de codage. En outre, R est le nombre restant de bits affectés au groupe GOP actuel. Après le codage d'une image, R peut être fourni par l'une quelconque des relations suivantes (10) à (12)
R = R - Si (10)
R = R - Sp (11)
R = R - Sb (12) dans lesquelles Si, Sp ou Sb est le nombre de bits produits dans l'image I, P ou B qui vient d'être codée.
Avant le codage de la première image dans un groupe GOP, le nombre restant de bits peut être fourni par les relations suivantes (13) et (14)
R=G+R (13)
G = bit~rate*N/picture rate (14) dans lesquelles N est le nombre d'images dans le groupe
GOP.
L'étape 2 est l'étape lors de laquelle la valeur de référence de la taille de pas de quantification pour chaque macro-bloc est réglée au moyen d'un tampon virtuel.
Lors de l'exécution de l'étape 2, la différence entre la quantité d'informations affectée à l'image actuelle en cours de codage et la quantité d'informations qui a été produite réellement dans cette image, est renvoyée sous la forme d'unités de macro-blocs. Si la quantité d'informations qui a été produite réellement dans l'image qui vient d'être codée est supérieure à laquantité d'informations préprogrammée correspondante affectée à cette image, la taille de pas de quantification est accrue pour réduire la quantité d'informations qui est produite.
Sinon, la taille de pas de quantification est réduite.
Avant le codage du j-ème macro-bloc, l'utilité d'un tampon virtuel approprié utilisé uniquement pour le calcul de la taille de pas de quantification, qui dépend du type d'image (I, P ou B), est calculée en utilisant l'une correspondante des relations (15) à (17)
di(j) = di(0) + B(j-l) - Ti*(j-1)/MB~cnt (15)
dp(j) = dp(0) + B(j-l) - Tp+(j-1)/MBcnt (16)
db (j) = du (0) + B(j -1) - Tb*(j-1)/MB~cnt (17) di(0), dp(0) et db(0) représentant les états complets initiaux de tampons virtuels - un pour chaque type d'images,
B(j) étant le nombre de bits produits par codage de tous les macro-blocs dans l'image jusqu'à et y compris le j-ème macro-bloc, et MB~cnt étant le nombre de macro-blocs dans l'image actuelle. L'état plein final du tampon virtuel est supposé être l'état plein initial (di(0), dp(0) ou db(0)) pour le codage de l'image suivante du même type.
La taille de pas de quantification de référence
Qj du j-ème macro-bloc est calculée en utilisant les relations suivantes (18) et (19)
Qj = d(j)*31 /r (18)
r = 2*bit~rate/picture~rate (19) dans lesquelles d(j) désigne l'état plein du tampon virtuel approprié. La valeur initiale pour l'état plein (di(0), dp(0) ou db(0)) du tampon virtuel est fournie par l'une correspondante des relations suivantes (20) à (22)
di(0) = 10*r/31 (20)
dp(0) = Kp*di(0) (21)
db(0) = Kb*di(0) (22)
Lors du pas 3, la taille de pas de quantification de référence calculée lors du pas 2 est modulée moyennant l'utilisation d'une mesure d'activité spatiale pour chaque macro-bloc. Conformément aux relations (23) à (25), la mesure d'activité spatiale pour le j-ème macro-bloc est calculée à partir des quatre sous-blocs de luminance dans le mode de codage à transformation en cosinus discret ou
DCT basé sur une image, et des quatre sous-blocs de luminance dans le mode de codage DCT basé sur les trames en utilisant les valeurs de pixels internes (c'est-à-dire d'origine)
abt = 1 + min (var~sblk) (23)
sblk=1,8 avec
1 64
var~sblk = -- E (Pk - P~mean) 2 (24)
64 k=l
1 64
P~mean = -- z Pk (25)
64 k=l
Pk étant les valeurs du pixel du bloc 8*8 originel.
En outre la mesure de l'activité spatiale pour le j-ème macro-bloc est normalisée moyennant l'utilisation de la relation suivante (26)
N~actj = (2*actj + avg act)/(actj + 2*avg~act) (26) avg~act étant la valeur moyenne de actj pour tous les macro-blocs de l'image codée immédiatement précédente. Pour la première image, avg~act est égale à 400.
La taille de pas de quantification pour le j-ème macro-bloc mquantj est mise à jour en utilisant la mesure d'activité spatiale normalisée N-actj conformément à la relation suivante (27) comme suit
mquantj = Qj * Nactj (27)
Qj étant la taille de pas de quantification de référence obtenue lors du pas 2. La valeur finale de la taille de pas de quantification ainsi obtenue pour le j-ème macro-bloc, mquantj, , qui est utilisée pour quantifier le macro-bloc, est écrêtée à une valeur entière qui est située dans la gamme de 1 à 31.
La demande de brevet japonais mise à l'inspection publique (KOKAI) N05-111012 décrit une technologie associée à un tel système de codage d'images animées de l'art antérieur. Dans ce document, on indique que l'efficacité du codage est améliorée sans la plus petite perte de qualité d'image lorsque le rapport entre les tailles de pas de quantification Qi, Qp et Qb, c'est-à-dire Qi: Qp: Qb, utilisées dans le processus de quantification pour quantifier des images I, des images P et des images B est 1: aQ0: cxQ, où aQO et aQ sont des nombres constants. On indique en outre dans le document mentionné ci-dessus qu'à la fois la distribution de la quantité de codes générés entre des images ou des trames et la valeur attendue de la taille du pas de quantification sont déterminées sur la base de la taille du pas de quantification utilisée pour coder une image antérieure ou des trames antérieures, de la quantité de codes générés dans l'image antérieure ou dans les trames antérieures, et la quantité ou l'activité évaluée qui est associée à la fois à la quantité de codes devant être générés dans une. image future ou dans des trames futures devant être codées, et la quantité de code générés dans l'image passée ou dans les trames passées, déjà codées; par conséquent la distribution de la quantité de codes générés et la valeur initiale de la taille de pas de quantification peuvent être réglées pour l'optimisation du rapport entre les tailles de pas de quantification utilisées pour quantifier des images ou des trames en utilisant différents procédés de codage prédictif. En outre, on indique que le rapport entre les tailles de pas de quantification utilisées pour le codage d'une image P, d'une image P1 et d'une image P2 se rapproche d'une valeur optimale lorsque la quantité de pas générés, affectée à une image T, est mise à jour, comme mentionné précédemment, et l'efficacité du codage est de ce fait améliorée.
Comme cela a été mentionné précédemment, le système de codage d'images animées de l'art antérieur décrit dans la demande de brevet japonais mise à l'inspection publique (KOKAI) N05-111012, est agencé de manière à régler la distribution de la quantité de codes entre les images ou les trames et la valeur initiale de la taille de pas de quantification de sorte que le rapport entre les tailles de pas de quantification pour les trois types d'images différents est optimisé, et de manière à mettre à jour la distribution de la quantité de codes pour chaque image I de manière que le rapport entre les tailles de pas de quantification utilisées pour la quantification d'images I, d'images P1 et d'images P2, se rapproche d'une manière optimale. Par conséquent, le système de codage d'images animées de l'art antérieur diffère d'un système de codage d'images animées selon la présente invention en ce que le système de codage d'images animées selon la présente invention détermine le rapport entre les tailles de pas de quantification pour les trois types d'images différentes conformément à une ou plusieurs caractéristiques de la séquence d'images animées, comme cela sera mentionné plus loin.
Le système de codage d'images animées de l'art antérieur qui est agencé comme mentionné précédemment, commande l'opération de codage en fonction du nombre de consigne de bits pour le type d'image respectif converti en utilisant des mesures de complexité globale exécutées pour les trois types d'images différents. Comme mentionné précédemment, une image mobile dans laquelle une quantité accrue d'informations est produite lorsqu'elle est codée, fournit des mesures de complexité globale plus élevées Xi, Xp et
Xb. En outre, une image mobile qui fournit un degré accru de compression lors du codage fournit des mesures de complexité globale plus faibles Xi, Xp et Xb. Le fait que la taille de pas de quantification associée directement à la qualité de l'image soit commandée seule ou non, n'est pas défini lors du pas 1 exécuté lors du codage de chaque image. En d'autres termes, le but principal de la commande de codage selon TM5 du système de codage standard international MPEG-2 est d'affecter ou d'allouer les quantités de consigne de codes à chacun des trois types d'images différents en fonction de la mesure de complexité globale respective X qui est le produit du nombre de bits produits S par la taille respective de pas de quantification Q. Un problème dans le système de codage d'images animées de l'art antérieur est par conséquent qu'il ne commande pas de façon indépendante la taille de pas de quantification qui est utilisée pour quantifier le macro-bloc et est associée à la qualité de l'image, et que par conséquent il est difficile de commander à la fois la qualité de l'image et la quantité de codes produits.
La présente invention a été mise au point pour résoudre les problèmes mentionnés précédemment. Le but de la présente invention est de fournir un système de codage d'images animées qui peut commander à la fois la qualité de l'image et la quantité de codes produits par commande de la taille de pas de quantification directement associée à la qualité de l'image, ce qui permet de commander la quantité de codes produits pendant le codage de chacune d'une pluralité d'images dans un groupe GOP tout en conservant la qualité d'image relative entre la pluralité d'images adjacentes.
Conformément à la présente invention, il est prévu un système de codage d'images animées servant à coder chaque image contenue dans une séquence d'images animées dans des unités d'un groupe d'unités comprenant une plura lité d'images incluant ladite image, caractérisé en ce que le système comprend une unité de commande de codage pour, lorsque le groupe d'unités inclut une pluralité de types différents d'images qui doivent être codés avec des procédés de codage différents, régler une taille de pas de quantification de consigne utilisée pour coder chacun des différents types d'images contenus dans le groupe d'unités, et pour exécuter une opération de commande pour produire et délivrer une taille de pas de quantification de sorte que le rapport entre les tailles de pas de quantification de consigne réglées pour les différents types d'images est égal à un rapport prédéterminé; et une unité de codage pour coder chaque image contenue dans la séquence d'images animées incluant l'image, en utilisant la taille de pas de quantification fournie par l'unité de commande de codage et utilisant soit ladite image, soit une prédiction à partir d'une image antérieure codée de façon interne et/ou d'une image codée prédictive.
De préférence, l'unité de commande de codage règle initialement la taille de pas de quantification pour un macro-bloc devant être codé en premier dans l'image qui est actuellement codée, sur la taille de pas de quantification de consigne pour le type de l'image en cours de codage, puis, chaque fois qu'elle code chacun des macroblocs subsistant dans l'image en cours de codage, elle met à jour la taille de pas de quantification initialement réglée pour le premier macro-bloc de sorte que la moyenne des tailles de pas de quantification utilisées pendant le codage de tous les macro-blocs dans chaque image se rapproche finalement de la taille de pas de quantification de consigne réglée pour le type d'image de chaque image actuellement en cours de codage.
Conformément à une forme de réalisation préférée de la présente invention, l'unité de commande de codage extrait en outre une caractéristique de la séquence d'ima ges animées devant être codées, qui représente un degré de complexité de la séquence d'images animées devant être codées, et l'unité de commande de codage met à jour de façon adaptative le rapport entre les tailles de pas de quantification de consigne réglées pour les différents types d'images en fonction de la caractéristique extraite de la séquence d'images animées.
Conformément à une autre forme de réalisation préférée de la présente invention, l'unité de commande de codage détermine si une quantité de codes devant être produits lors du codage de chaque image dans le groupe d'unités s'écarte, d'une gamme prédéterminée ou même plus, d'une quantité de consigne de codes générés pour chaque image si le codage est exécuté en utilisant les tailles de pas de quantification de consigne réglées pour la pluralité de types d'images. Si l'unité de commande de codage établit qu'un tel écart par rapport à la quantité de consigne de codes générés apparaît, l'unité de commande de codage met à jour les tailles de pas de quantification de consigne réglées pour les différents types d'images.
Selon une autre forme de réalisation préférée de la présente invention, l'unité de commande de codage extrait en outre une caractéristique de la séquence d'images animées devant être codées, qui représente un degré de complexité de la séquence d'images animées devant être codées, et détermine si un changement de scène est apparu pendant le codage de l'image incluse dans le groupe d'unités. Si l'unité de commande de codage établit qu'un changement de scène est apparu pendant le codage de l'image, elle met à jour le rapport entre les tailles de pas de quantification de consigne pour les différents types d'images et leurs valeurs en fonction de la caractéristique extraite de la séquence d'images animées.
Selon une autre forme de réalisation préférée de la présente invention, l'unité de commande de codage détermine si un changement de scène est apparu pendant le codage de l'image incluse dans le groupe d'unités. Si l'unité de commande de codage établit qu'un changement de scène est apparu pendant le codage de chaque image, elle modifie de façon adaptative le type de l'image actuelle actuellement en cours de codage, dans laquelle le changement de scène apparaît, et met également à jour le rapport entre les tailles de pas de quantification de consigne pour les différents types d'images et leurs valeurs.
Conformément à une autre forme de réalisation préférée de la présente invention l'unité de commande de codage utilise uniquement une caractéristique de quantité de codes produits en fonction de la taille de pas de quantification d'images d'un certain type pour régler les tailles de pas de quantification de consigne utilisées pour coder les différents types d'images qui doivent être codées avec les différents procédés de codage.
Selon une autre forme de réalisation préférée de l'invention, lorsque le groupe d'unités comprend une image devant être codée de façon interne ou image I, une image devant être codée de façon prédictive ou image P et une image devant être codée d'une manière prédictive bidirectionnelle ou image B, l'unité de commande de codage extrait une caractéristique de la séquence d'images animées, qui représente un degré de complexité de la séquence d'images animées devant être codées, et, si la caractéristique extraite de la séquence d'images animées indique que la quantité de déplacement entre des images est relativement faible, l'unité de commande de codage règle des quantités de consigne de codes produits affectées à chaque image I, à chaque image P et à chaque image B dans le groupe d'unités de sorte que la quantité de consigne de codes produits affectée à chaque image I est maximale, que la quantité de consigne de codes produits affectée à chaque image P est maximale en second et la quantité de consigne de codes produits affectée à chaque image B est la plus faible, et, lorsque la distance de déplacement entre des images représentées par la caractéristique extraite augmente, l'unité de commande de codage met à jour le rapport entre les tailles de pas de quantification de consigne pour les différents types d'images de sorte que les différences entre les quantités de consigne de codes produits affectées à chaque image I, à chaque image P et à chaque image B sont réduites.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description ci-après donnée à titre d'exemple et illustrée par les dessins annexés, sur lesquels
- la figure 1 est un schéma-bloc représentant la structure d'un système de codage d'images animées selon une première forme de réalisation de la présente invention;
- la figure 2 est un graphique représentant la relation entre la taille de pas de quantification et la quantité de codes produits dans le système de codage d'images animées selon une seconde forme de réalisation de la présente invention;
- la figure 3 est un graphique représentant la relation entre la sommation des valeurs absolues des différences entre les valeurs de tous les pixels dans l'image actuelle et des valeurs absolues des différences entre les valeurs de tous les pixels dans une image antérieure, et la quantité de variation des valeurs de tous les pixels dans l'image actuelle, dans le système de codage d'images animées selon la seconde forme de réalisation de la présente invention;
- la figure 4 est un exemple représentant les courbes caractéristiques Q-H établies pour des images I, des images P et des images B; et
- la figure 5, dont il a déjà été fait mention, est un organigramme illustrant une procédure de commande d'une opération de codage par un système de codage d'images animées de l'art antérieur.
Première forme de réalisation
En se référant ci-après à la figure 1, on y voit représenté un schéma-bloc représentant la structure d'un système de codage d'images animées selon une première forme de réalisation de la présente invention. Sur cette figure, le numéro de référence 1 désigne une image appliquée au système de codage d'images animées conformément à la première forme de réalisation, le numéro de référence 2 désigne une mémoire d'images pour mémoriser une image qui est identique à l'image d'entrée 1 ou est similaire à l'image d'entrée 1; le numéro de référence 3 désigne une image prédictive ou une image qui a été lue à partir de la mémoire d'images 1, le numéro de référence 4 désigne une unité à fonctionnement différentiel pour le calcul de la différence entre l'image d'entrée 1 et l'image prédictive 3, le numéro de référence 5 désigne une donnée de valeur différentielle délivrée par l'unité à fonctionnement différentiel 4, le numéro de référence 6 désigne une unité de codage utilisée pour le codage soit des données de valeurs différentielles 5 soit de l'image d'entrée 1, le numéro de référence 7 désigne une unité de codage de longueur variable pour réaliser un codage de longueur variable des données codées dans l'unité de codage 6, le numéro de référence 8 désigne un tampon servant à mémoriser temporairement les longueurs variables de données codées par l'unité 7 de codage de longueur variable, et le numéro de référence 9 désigne les données codées qui doivent être transmises dans un trajet de transmission à une cadence prédéterminée de transmission par le tampon 8.
En outre, le numéro de référence 10 désigne une unité de prédiction à compensation du déplacement servant à exécuter une recherche d'une image qui est similaire ou identique à l'image d'entrée à partir du contenu de la mémoire d'images 2, le numéro de référence 11 désigne un vecteur de déplacement qui est produit par une unité 10 de prédiction à compensation du déplacement et est délivré à la fois à la mémoire d'images 2 et à l'unité de codage de longueur variable 7, le numéro de référence 12 désigne une unité de décodage servant à décoder localement les données codées par l'unité de codage 6, le numéro de référence 13 désigne un additionneur servant à additionner l'image prédictive 3, qui a été prédite sur la base de l'image animée délivrée par l'unité 10 de prédiction à compensation du déplacement, et sur la base des données décodées localement et délivrées par l'unité de décodage 12, le numéro de référence 14 désigne une unité de commande de codage servant à régler une taille de pas de quantification utilisée pour le codage de chaque macro-bloc à l'intérieur d'une image devant être codée, sur la base de l'image d'entrée 1, d'une image prédictive 3, des données de valeur différentielle 5 et des données codées par un codage de longueur variable par l'unité de codage de longueur variable 7, et le numéro de référence 15 désigne la taille de pas de quantification qui est envoyée à l'unité de codage 6 par l'unité de commande de codage 14.
En fonctionnement, le système de codage d'images animées conforme à la première forme de réalisation de la présente invention divise chaque image qui lui est appliquée en une pluralité de blocs et applique une opération de codage à chaque bloc de la pluralité de blocs.
En outre, le système de codage d'images animées de la première forme de réalisation est agencé de manière à réaliser un codage interne de chaque bloc de l'image d'entrée 1 en utilisant une information provenant uniquement de ce bloc et pour obtenir la différence entre l'image prédictive déjà codée 3 et l'image d'entrée 1, et réalise un inter-codage de chaque bloc de l'image d'entrée 1 par codage de la différence.
Tout d'abord, on va décrire l'inter-codage de chaque bloc de l'image d'entrée 1. Tout d'abord, chaque bloc de l'image prédictive 3, qui est identique ou similaire à chaque image d'entrée 1, est lu à partir de la mémoire d'images 2. L'unité à fonctionnement différentiel 4 détermine alors la différence entre chaque donnée de bloc de l'image prédictive 3 lue dans la mémoire d'images 2 et chaque donnée de bloc de l'image d'entrée 1, qui lui est appliquée. L'unité de codage 6 code alors la différence obtenue par l'unité à fonctionnement différentiel 4, et l'unité de codage de longueur variable 7 code, selon un codage de longueur variable, la différence codée provenant de l'unité de codage 6. Les données codées par codage de longueur variable sont alors mémorisées dans le tampon 8.
Les données codées selon un codage de longueur variable peuvent être lues dans le tampon 8 à une cadence de transmission prédéterminée, puis être transmise dans un trajet de transmission sous la forme de données codées 9.
Les données codées par l'unité de codage 9 sont également envoyées à l'unité de décodage 13 et sont décodées localement par l'unité de décodage 13. L'additionneur 13 additionne les données décodées localement à chaque donnée de bloc de l'image prédictive 3 lue dans la mémoire d'images 2. La somme des données décodées localement et de chaque donnée de bloc de l'image prédictive 3 est ensuite mémorisée dans la mémoire d'images 2.
Ci-après, on va donner une description du codage interne ou intra-codage de chaque bloc de l'image d'entrée.
Tout d'abord, chaque bloc de l'image d'entrée 1 est lu dans la mémoire d'images 2. Chaque donnée de bloc de l'image d'entrée 1 lue dans la mémoire d'images 2 est envoyée à l'unité de codage 6, exactement telle quelle. L'unité de codage 6 code alors ces données de bloc, et l'unité 7 de codage de longueur variable code en outre les données codées par l'unité de codage 6. Les données codées de longueur variable sont ensuite mémorisées dans le tampon 8.
Les données codées selon un codage de longueur variable peuvent être lues dans le tampon 8, puis être transmises dans une voie de transmission sous la forme de données codées 9, à une cadence prédéterminée de transmission. Les données codées par l'unité de codage 6 sont également envoyées à l'unité de décodage 12 et sont décodées localement par l'unité de décodage 12. Les données de bloc décodées localement sont ensuite mémorisées dans la mémoire d'images 2.
Dans la présente description, un groupe d'une pluralité d'images qui satisfont à une condition prédéterminée, est désigné comme étant une première unité devant être décodée. On suppose que le système de codage d'images animées selon la première forme de réalisation de l'invention exécute une opération de codage sur la base de la structure de groupe GOP dans le cas M=3 et N=15 conformément au système de codage standard international
MPEG-2. De façon plus spécifique, une image codée de façon interne ou une image I, des images codées de façon prédictive ou images P qui sont des images codées en utilisant une prédiction dans le sens di savoir une image I, une image P et une image B, sont des images codées avec des procédés de codage différents, chacune d'elles possède sa propre quantité de codes générés. D'une manière générale, lorsqu'une image est codée avec ces trois procédés de codage, la quantité de codes générés de l'image I est maximum et la quantité de codes générés de l'image P est la plus élevée en second. La quantité de codes générés de l'image B est la plus faible étant donné qu'un certain nombre de procédés de prédiction peuvent être appliqués pour générer l'image B. En outre, le fait que l'image codée puisse ou non être l'image prédictive 3 utilisée pour le codage d'images ou d'images complètes futures doit être pris en compte. En d'autres termes, une image I est une image à codage interne ou codée en utilisant une information provenant uniquement d'ellemême, et il peut s'agir de l'image prédictive 3 utilisée pour la création d'une image P future et d'une image B future.
Une image P est une image qui est codée moyennant l'utilisation de la prédiction directe à compensation de déplacement à partir d'une image antérieure codée, comme par exemple une image antérieure codée de façon interne (ou une image I) ou une image prédictive codée (ou une image P) et peut être l'image prédictive 3 utilisée pour la création d'une image P future et d'une image B future. Une image B est une image qui est codée moyennant l'utilisation d'une prédiction directe à compensation de déplacement, une prédiction rétrograde à compensation de déplacement ou les deux à partir d'une ou de plusieurs images antérieures et/ou futures codées comme par exemple une image I ou P antérieure et/ou une image P future, et ne peut pas être l'image prédictive 3 utilisée pour la création d'une quelconque image future. C'est pourquoi des images B qui peuvent empêcher la propagation d'erreurs de prédiction à des images futures, permettent aisément de réduire leur quantité de codes générés. Cependant, il est impossible de réduire de façon extrême uniquement la quantité de codes générés d'une image B, en tenant compte d'un équilibre entre la qualité de l'image B et celle d'autres types d'images.
La taille de pas de quantification utilisée pour la quantification d'une image animée est directement associée à la quantité de codes produits et à la qualité de l'image animée devant être codée. En d'autres termes, lorsque la taille de pas de quantification est faible et qu'une quantification précise est de ce fait exécutée, une quantité importante de codes est produite et la reproductivité est de ce fait améliorée de sorte que l'on peut identifier un détail plus précis, c'est-à-dire que la qualité de l'image est améliorée. Au contraire, lorsque la taille du pas de quantification est élevée et qu'une quantification approximative est de ce fait réalisée, une faible quantité de codes est produite et la reproductivité est de ce fait réduite de sorte que l'on ne peut pas identifier un détail plus précis, c'est-à-dire que la qualité d'images est réduite. La qualité d'images est ainsi réduite avec un accroissement du nombre de coefficients abandonnés ou arrondis lors du processus de quantification.
Dans le système de codage d'images animées de l'art antérieur tel que représenté sur la figure 5, le nombre de consigne de bits de l'image suivante contenu dans le groupe GOP en cours de codage (Ti, Tp ou Tb) est calculé moyennant l'utilisation de mesures de complexité globale (Xi, Xp et Xb). Bien que le nombre des bits affectés à l'image suivante devant être codée ensuite est par conséquent connu, la manière dont la quantification est exécutée pour l'image suivante n'est pas évidente lors de l'exécution du pas 1 de la figure 5. En outre, il est impossible d'identifier directement la taille du pas de quantification étant donné que les paramètres désignés comme étant les mesures de complexité globale (Xi, Xp et
Xb) sont utilisés dans le système de codage d'images animées de l'art antérieur.
Au contraire, le système de codage d'images animées conforme à la première forme de réalisation de la présente invention fixe une taille de pas de quantification de consigne pour chaque image contenue dans la première unité devant être codée ou le groupe GOP lors de l'exécution du pas 1 comme représenté sur la figure 5, de la manière indiquée ci-après.
Lors de l'exécution du réglage de la taille de pas de quantification de consigne pour chaque image dans le groupe GOP (Qi, Qp ou Qb), l'unité de commande de codage 14 règle le rapport entre les tailles de pas de quantification de consigne pour les trois types d'images différents ou images I, P et B de sorte que les rapports Qi:Qp, Qi:Qb et
Qp:Qb sont réglés respectivement sur des rapports prédéterminés. Ce réglage permet de maintenir l'équilibre entre les qualités de toutes les images dans le groupe GOP.
S'il est nécessaire de régler la quantité de codes produits pendant le codage du groupe GOP, l'unité de commande de codage 14 peut régler la valeur absolue de la taille de pas de quantification de consigne pour chacun des trois types d'images différents, tout en maintenant le rapport entre les tailles de pas de quantification de consigne réglées pour les trois types d'images différents.
Pour réduire la quantité de codes produits d'une image devant être codée, l'unité de commande de codage 14 augmente les valeurs absolues des tailles de pas de quantification de consigne réglées pour trois types d'images différents, tout en conservant le rapport entre elles.
D'autre part, l'unité de commande de codage 14 réduit les valeurs absolues des tailles de pas de quantification de consigne réglées pour les trois types d'images différents tout en maintenant le rapport entre elles. De préférence, une telle mise à jour est exécutée pour l'image suivante qui doit être codée ensuite. A titre de variante, une telle mise à jour est exécutée de telle sorte que la taille de pas de quantification de consigne pour tous les macro-blocs restants devant être codés dans la même image est mise à jour.
Lors du réglage de la taille de pas de quantification pour chaque macro-bloc d'une image devant être codée, qui est une seconde unité devant être codée, l'unité de commande de codage 14 règle initialement la taille de pas de quantification de consigne pour le premier macro-bloc devant être codé tout d'abord dans l'image actuelle, sur la taille de pas de quantification de consigne réglée pour le type de cette image. Chaque fois que l'unité de codage 6 code le macro-bloc suivant, l'unité de commande de codage 14 met à jour la taille de pas de quantification devant être utilisée pour le codage du macro-bloc suivant. L'unité de commande de codage 14 commande en outre la mise à jour de telle sorte que la valeur moyenne des tailles de pas de quantification utilisées ou devant être utilisées pour le codage de tous les macro-blocs inclus dans l'image actuellement codée se rapproche finalement de la taille de pas de quantification de consigne réglée pour le type de l'image actuelle. Sous l'effet de l'opération de commande exécutée par l'unité de commande de codage 14, la quantité de codes générés lors du codage de chaque image dans le groupe GOP peut se situer dans une gamme prédéterminée, sa valeur cible pour la quantité de codes générés étant située au centre de la gamme prédéterminée.
Comme cela a été mentionné précédemment, le système de codage d'images animées selon la première forme de réalisation de la présente invention peut exécuter une opération de codage basée sur la structure du groupe GOP dans le cas M=3 et N=15. Cependant, il est évident, à partir de la description précédente, que le système de codage d'images animées peut coder chaque image contenue dans une autre unité devant être codée, incluant une séquence d'images de certains types. La composition du groupe d'images ne limite pas l'objet de la présente invention.
La raison pour laquelle les valeurs des tailles de pas de quantification de consigne réglées pour les différents types d'images ne sont pas spécifiées dans la description précédente est que, dans la présente invention, on attache une importance à la relation ou au rapport entre les tailles de pas de quantification de consigne réglées pour les trois types d'images différents. Le maintien du rapport signifie que la qualité d'image relative parmi les trois types différents d'image reste inchangée. Une modification des valeurs absolues des tailles de pas de quantification de consigne alors que le rapport est conservé, signifie que la quantité de codes produits lors du codage de chaque image peut être ajustée tandis que la qualité d'image relative parmi les trois types différents d'images est conservée.
Comme mentionné précédemment, le système de codage d'images animées selon la première forme de réalisation permet de mettre à jour la taille de pas de quantification. pour chaque macro-bloc devant être codé prochainement chaque fois qu'il code chaque macro-bloc, et permet de commander la mise à jour de telle sorte que la moyenne des tailles de pas de quantification pour l'ensemble des macro-blocs contenus dans l'image codée se rapproche finalement de la taille de pas de quantification de consigne pour le type de l'image. Cependant, ce procédé de commande ne constitue pas une limitation pour la présente invention et il est évident à partir de la description donnée précédemment que l'on peut utiliser un autre procédé de commande pour la première forme de réalisation. L'unité de commande de codage doit seulement commander la taille de pas de quantification pour chaque macro-bloc de manière qu'elle soit codée de sorte que la qualité d'image de chaque macro-bloc en question soit adaptée à celle de macro-blocs situés au voisinage de chaque macro-bloc, et qu'une quantité prédéterminée de codes est générée lors du codage de chaque macro-bloc.
Comme cela a été expliqué, lorsqu'il existe une pluralité de types différents d'images dans une première unité devant être codée, le système de codage d'images animées selon la première forme de réalisation de la présente invention permet de régler une taille de pas de quantification de consigne pour chacun de la pluralité de types différents d'images de sorte que le rapport entre les tailles de pas de quantification de consigne réglées pour plusieurs types différents d'images est un rapport prédéterminé. Le système de codage d'images animées met ensuite à jour la taille de pas de quantification pour chaque macro-bloc devant être codé de sorte que la moyenne des tailles de pas de quantification pour tous les macroblocs contenus dans l'image codée se rapproche finalement de la taille de pas de quantification de consigne pour le type de l'image. Par conséquent, le système de codage d'images animées peut régler directement la taille de pas de quantification pour chaque macro-bloc, qui est directement associée à la qualité d'image, et par conséquent commander à la fois la qualité d'image et la quantité de codes générés. Par conséquent, la première forme de réalisation de la présente invention peut fournir l'avantage consistant en ce qu'elle permet d'obtenir une qualité d'image désirée et amener la quantité de codes générés par unité de temps dans une gamme prédéterminée, la quantité de consigne de codes générés étant située au centre de la gamme. De façon plus spécifique, la première forme de réalisation de la présente invention peut fournir l'avantage de permettre la commande ou le réglage de la quantité de codes générés pendant le codage de chaque image faisant partie d'une pluralité d'images dans le groupe GOP, tout en empêchant la modification de la qualité d'image parmi la pluralité d'images adjacentes, en fonction du temps.
Seconde forme de réalisation
Dans le système de codage d'images animées de l'art antérieur tel que représenté sur la figure 5, la relation entre les mesures de complexité globale de l'image
I et de l'image P est spécifiée par Kp=l,0 et la relation entre les mesures de complexité globale de l'image I et de l'image B est spécifiée par Kb=l,0. En outre, on suppose que Kp et Kb représentant la relation entre les mesures de la complexité de l'image I et de l'image P et entre les mesures de la complexité de l'image I et de l'image B sont des constantes universelles. Cependant Kp et Kb ne sont en réalité pas universels. En outre, les constantes universelles ne sont pas nécessairement optimisées. C'est pourquoi chaque bloc de coefficients quantifiés inclut certaines composantes de fréquences en fonction de la complexité d'une image ou de la configuration dans chaque macro-bloc dans l'image actuelle, actuellement en cours de codage.
Un système de codage d'images animées selon une seconde forme de réalisation de la présente invention est agencé de manière à extraire une ou plusieurs caractéristiques d'une séquence d'images animées devant être codées au moyen de l'unité de commande de codage 14 et de manière à mettre à jour ou modifier de façon adaptative le rapport entre les tailles de pas de quantification de consigne réglées pour trois types d'images différents conformément aux caractéristiques de la séquence d'images animées extraite par l'unité de commande de codage 14. En se référant ensuite à la figure 2, on y voit représenté un graphique représentant une relation entre la taille de pas de quantification Q utilisée pour le codage d'une image d'un certain type (I, P ou B) et la quantité de codes générés lors du codage de l'image. On sait que la relation entre la taille de pas de quantification Q et la quantité de codes produits H est approximativement indirectement proportionnelle.
Comme cela est représenté sur la figure 2, le tracé Q-H d'une image d'un certain type varie en fonction d'une ou plusieurs caractéristiques extraites d'une séquence d'images animées devant être codées, qui représentent la complexité d'image contenues dans la séquence d'images animées. En d'autres termes, la quantité de codes produits pendant le codage d'une image peut varier en fonction de la complexité d'image d'une séquence d'images animées incluant sept images même si on utilise la même taille de pas de quantification. Lorsque chaque bloc d'image devant être codé est soumis à une transformation orthogonale et à un processus de quantification (ce cas correspond à MPEG-2) par exemple, la majeure partie des coefficients transformés sont des composantes à courant continu et par conséquent peu de ces coefficients sont des composantes alternatives dans le cas où chaque bloc de l'image comportant des pixels ayant des valeurs presque identiques est soumis à une transformation orthogonale. En d'autres termes, lorsqu'une image possédant des pixels ayant des valeurs presque identiques est codée, la quantité de codes générés est faible. D'autre part, lorsqu'une corrélation entre chaque pixel et des pixels adjacents est faible et que par conséquent la quantité de variation des valeurs de tous les pixels dans une image actuelle devant être codée, qui est désignée comme étant la variance à l'intérieur de l'image, est élevée, la transformation orthogonale fournit de composantes à courant alternatif dans les coefficients transformés, ainsi que des compo santes à courant continu.
Lorsqu'une image devant être codée est plus compliquée, le tracé Q-E se déplace dans une direction correspondant à la flèche dirigée vers la droite et vers le haut, comme représenté sur la figure 2. Pour calculer la taille de pas de quantification de consigne pour une image d'un certain type à partir de sa valeur de consigne de codes produits, le système de codage d'images animées correspondant à cette seconde forme de réalisation inclut une pluralité de tracés Q-H pour chacun des trois types différents d'images, qui sont indépendants de la complexité de cette image. A titre d'exemple, dans le cas M=3, N=15, la cadence binaire de transmission est de 15 Mbps et la fréquence d'images est égale à 30 Hz, 7,5 Mbits de codes sont affectés à un groupe GOP contenant 15 images. C'est-àdire que 0,5 Mbit de codes est affecté à chaque image ou image complète contenue dans le groupe GOP. Conformément à une ou plusieurs caractéristiques extraites de la séquence d'images animées du groupe GOP devant être codé, le système de codage d'images animées de la seconde forme de réalisation peut déterminer quel tracé Q-E tel que représenté sur la figure 2 est le plus proche du tracé Q-H actuellement établi pour la séquence d'images animées devant être codées, et sélectionner le tracé Q-H le plus proche, puis calculer la taille de pas de quantification de consigne Qs à partir de la grandeur de consigne de codes générés en utilisant le tracé Q-E sélectionné.
La détermination de la complexité d'image de la séquence d'images animées devant être codées peut être exécutée en utilisant la variance intérieure de l'image, c'est-à-dire la quantité de variation des valeurs de tous les pixels dans l'image actuelle devant être codée. Par exemple, la variance à l'intérieur de l'image peut être définie comme étant la somme des valeurs absolues des différences entre toutes les valeurs des pixels et leurs valeurs moyennes . #|Xi-m|, Xi désignant la valeur de chaque pixel et m désignant la valeur moyenne de toutes les valeurs des pixels, ou la somme des carrés des différences entre toutes les valeurs des pixels et leur valeur moyenne : S(Xi-m)2. A titre de variante, la détermination de la complexité de l'image de la séquence d'images animées devant être codées peut être exécutée en utilisant la sommation des valeurs absolues des différences entre toutes les valeurs de pixels dans l'image actuelle, qui est actuellement codée, et toutes les valeurs des pixels dans une image antérieure, qui est désignée comme étant la somme des différences absolues à l'intérieur d'une image. Le procédé de détermination de la complexité de l'image dans la séquence d'images animées devant être codées n'introduit aucune limitation dans la seconde forme de réalisation de la présente invention. On peut utiliser n'importe quel procédé de détermination permettant à l'unité de commande de codage 14 de sélectionner un tracé Q-E parmi une pluralité de tracés Q-E représentant chacun la relation entre la taille des pas de quantification Q et la quantité de codes générés H pour une image d'un certain type avec un certain degré de complexité d'image.
Comme cela a été mentionné précédemment, étant donné que la distribution des composantes à courant continu et à courant alternatif dans les coefficients ayant subi la transformation orthogonale diffère en fonction de la complexité de l'image de la séquence d'images animées devant être codées, la distribution de la composante à courant continu et à courant alternatif dans les coefficients ayant subi la transformation orthogonale peut être utilisée pour déterminer la complexité de l'image.
Par exemple, pour sélectionner un tracé Q-E parmi une pluralité de tracés Q-H, le système de codage d'images animées selon la seconde forme de réalisation de la présente invention peut utiliser la variance à l'intérieur d'une image ou à la fois la variance à l'intérieur de l'image et la sommation de différences absolues à l'intérieur d'une image. En se référant maintenant à la figure 3, on y voit représenté un graphique représentant une relation entre la sommation des différences absolues à l'intérieur d'une image et la variance à l'intérieur d'une image, qui est établie dans l'unité de commande de codage 14 conformément à la seconde forme de réalisation de la présente invention. L'axe horizontal représente la sommation des différences absolues à l'intérieur d'une image et l'axe vertical représente la variance à l'intérieur d'une trame. Chaque tracé sur la figure indique une relation parmi les rapports entre les tailles de pas de quantification de consigne réglées pour les trois types différents d'images : Qp/Qi, Qb/Qi et Qb/Qp. Sur la figure, la suite de gauche dans chaque couple de parenthèses () représente le rapport Qp/Qi, la suite centrale représente le rapport Qb/Qi et la suite de droite représente le rapport Qb/Qp. Comme cela est représenté sur la figure 3, on peut avoir certains groupes, dans ce cas trois groupes:
A, B et C conformément à des combinaisons à la fois de la sommation des différences absolues à l'intérieur d'une image et la variance à l'intérieur de l'image.
Le système de codage d'images animées selon la seconde forme de réalisation extrait deux caractéristiques de la séquence d'images animées devant être codées : à la fois la sommation des différences absolues à l'intérieur de l'image et la variance à l'intérieur de l'image, au moyen de l'unité de commande de codage 14, et détermine quel groupe ou tracé de la figure 3 est le plus proche de la combinaison extraite de la sommation des différences absolues à l'intérieur de l'image et la variance à l'intérieur de l'image. Le système de codage d'images animées détermine alors le rapport entre les tailles de pas de quantification de consigne devant être réglées pour trois types d'images différentes utilisant le tracé sélectionné.
On peut comprendre que la détermination du rapport initial, qui est initialement réglé juste après que le système commence à effectuer son codage, est exécutée en utilisant uniquement la variance à l'intérieur de la première image devant être codée en premier dans le premier groupe GOP.
A la place de la combinaison de la sommation des différences absolues à l'intérieur d'une image et de la variance à l'intérieur d'une image, seulement la sommation des différences absolues à l'intérieur d'une image, seulement la variance à l'intérieur de l'image, une autre caractéristique telle que la sommation des différences entre toutes les valeurs de pixels dans l'image actuelle, actuellement en cours de codage, et toutes les valeurs de pixels dans une image antérieure ou une combinaison de certaines de ces caractéristiques, peut être utilisée en tant que caractéristique(s) de la séquence d'images animées devant être codées, pour la détermination du rapport entre les tailles de pas de quantification de consigne devant être réglées pour les trois types d'images différents. La nécessité de déterminer le rapport entre les tailles de pas de quantification de consigne réglées pour les trois types d'images différentes consiste à regrouper le réglage du rapport entre les tailles de pas de quantification de consigne réglées pour les trois types d'images différents, en une pluralité de cas conformément à la ou aux caractéristiques extraites de la séquence d'images animées devant être codées. La définition de la ou des caractéristiques de la séquence d'images animées devant être codées ne limite pas la présente invention.
Comme mentionné précédemment, le système de codage d'images animées selon la seconde forme de réalisation de la présente invention peut commander de façon adaptative le rapport entre les tailles de pas de quantification de consigne pour une pluralité de types d'images conformément à deux ou plus de deux caractéristiques de la séquence d'images animées, qui ont été extraites par l'unité de commande de codage 14. Le système de codage d'images animées conforme à la seconde forme de réalisation peut ainsi régler le rapport entre les tailles de pas de quantification de consigne pour la pluralité de types d'images différentes à une valeur correcte. Par conséquent, la seconde forme de réalisation de la présente invention peut fournir un avantage tel qu'elle peut commander ou régler la quantité de codes produits pendant le codage de chacune d'une pluralité d'images dans le groupe GOP, tout en empêchant une modification de la qualité d'image parmi la pluralité d'images adjacentes, en fonction du temps.
Troisième forme de réalisation
Dans les première et seconde formes de réalisation mentionnées précédemment, l'unité de commande de codage 14 règle la taille de pas de quantification de consigne pour chacun des trois types différents d'images contenus dans un groupe GOP. Lors du réglage de la taille de pas de quantification pour chaque macro-bloc dans l'image actuelle devant être codée, l'unité de commande de codage 14 règle initialement la taille du pas de quantification utilisée pour le codage du premier macrobloc dans cette image sur la taille de pas de quantification de consigne réglée pour ce type d'image.
Chaque fois que l'unité de codage décode le macro-bloc suivant dans l'image actuelle, l'unité de commande de codage 14 met à jour la taille de pas de quantification pour coder le macro-bloc suivant de sorte que la moyenne des tailles de pas de quantification pour tous les macroblocs contenus dans l'image actuelle se rapproche finalement de la taille de pas de quantification de consigne réglée pour l'image actuelle. C'est un cas où les tailles de pas de quantification de consigne peuvent être modifiées en fonction de l'image devant être codée. Un système de codage d'images animées selon une troisième forme de réalisation de la présente invention est agencé de manière à modifier les tailles de pas de quantification de consigne pour les trois types différents d'images, dans un tel cas.
Même lors du codage d'une séquence d'images animées dont chacune comprend une configuration similaire, des déplacements brusques d'un objet ou une variation de la taille de l'objet peuvent poser un problème pour former une prédiction correcte. D'autre part, un brusque ralentissement du déplacement d'un objet peut permettre au système de codage d'images animées d'effectuer aisément une prédiction de correction. Dans de tels cas, on peut s'attendre à ce que, étant donné que la quantité de codes générés varie fortement entre des images ou à l'intérieur d'une image en cours de codage, il apparaisse un écart supérieur à une gamme prédéterminée par rapport à la quantité de consigne de codes générés, réglée pour le type d'image actuelle. C'est pourquoi il est préférable de modifier les tailles de pas de quantification de consigne réglées pour les trois types différents d'images, lorsque l'on peut s'attendre à ce qu'un tel écart apparaisse.
Dans le système de codage d'images animées selon la troisième forme de réalisation de la présente invention, l'unité de commande de codage 14 peut déterminer qu'il est difficile de mettre à jour la taille de pas de quantification utilisée pour le codage du macro-bloc suivant, de sorte que la moyenne des tailles de pas de quantification réglées ou devant être réglées pour tous les macro-blocs dans l'image actuelle se rapproche de la taille de pas de quantification de consigne pour l'image actuelle, lorsque la valeur moyenne des tailles de pas de quantification réglées pour les macro-blocs déjà connus dans l'image actuelle s'écarte d'une gamme prédéterminée par rapport à la taille de pas de quantification de consigne réglée pour le type d'image actuelle, et la quantité de codes générés pendant le codage de macro-blocs déjà codés s'écarte d'une gamme prédéterminée ou même plus par rapport à sa valeur de consigne. En d'autres termes, dans un tel cas, l'unité de commande de codage établit que la quantité de codes devant être générés pendant le codage d'une image ultérieure dans le groupe actuel GOP ainsi que l'image actuelle s'écarte d'une gamme prédéterminée ou même plus de la quantité de consigne de codes générés pour cette image, si le codage est exécuté en utilisant les tailles de pas de quantification de consigne réglées pour les trois types différents d'images dans le groupe GOP actuel.
Lorsque le système de codage d'images animées établit qu'il est difficile d'exécuter une opération de commande, il modifie les tailles de pas de quantification de consigne réglées pour les trois types différents d'images pour coder des images futures dans le groupe GOP actuel. Comme autre solution, l'unité de commande de codage 14 peut régler une taille de pas de quantification de consigne utilisée pour coder les macro-blocs restants dans l'image actuelle et modifier les tailles de pas de quantification de consigne pour des types d'images d'images futures dans le groupe
GOP.
Le procédé de modification des tailles de pas de quantification de consigne pour la pluralité de types d'images peut être mis en oeuvre par augmentation ou réduction de ces pas par échelons de sorte que le tampon 8 n'est le siège d'aucun dépassement de capacité par le haut ou par le bas. L'unité de commande de codage 14 détermine quel groupe ou tracé caractéristique de la figure 3 est le plus proche des caractéristiques extraites de la séquence d'images animées actuellement en cours de codage, puis met à jour le rapport des tailles de pas de quantification de consigne réglées pour les différents types d'images de sorte qu'il soit compatible avec le groupe sélectionné.
Comme cela a été mentionné précédemment, le système de codage d'images animées selon la troisième forme de réalisation de la présente invention peut régler les tailles de pas de quantification de consigne pour une pluralité de types différents d'images dans le groupe GOP qui est en cours de traitement, lorsqu'il établit pendant le codage de l'image actuelle, qu'il apparaîtra un écart supérieur à une gamme prédéterminée par rapport à la quantité de consigne de codes générés, s'il continue à coder toutes les images futures dans le groupe GOP en utilisant les anciennes tailles de pas de quantification de consigne. Par conséquent, le système de codage d'images animées selon cette troisième forme de réalisation peut régler les tailles de pas de quantification de consigne pour une pluralité de types différents d'images à des valeurs correctes pendant le codage du groupe GOP. Par conséquent, la troisième forme de réalisation de la présente invention peut fournir l'avantage consistant en ce qu'elle peut commander ou régler la quantité de codes générés pendant le codage de chacune d'une pluralité d'images dans le groupe GOP, tout en empêchant une variation de la qualité d'image parmi la pluralité d'images adjacentes dans le temps.
Quatrième forme de réalisation
I1 est possible que la totalité d'une image devant être codée contenue dans une séquence d'images animées, dont le codage est exécuté, puisse constituer une nouvelle information. C'est ce qu'on appelle le changement de scène. Etant donné qu'il n'existe aucune corrélation entre une image devant être codée après que soit apparu un changement de scène, et des images antérieures, d'une manière générale l'image actuelle est codée en utilisant uniquement une information provenant d'elle-même ou bien moyennant l'utilisation d'une prédiction à l'intérieur d'une image. L'image actuelle, qui vient d'être codée, est par conséquent l'image I. Au contraire, si une prédiction à l'intérieur d'une image est réalisée d'une manière forcée et que l'image est codée en utilisant une prédiction à compensation de déplacement soit à partir d'une image antérieure, soit à partir d'une ou de plusieurs images antérieures et/ou futures (une image P ou une image B est ainsi produite), la prédiction à l'intérieur d'une image peut provoquer un écart important par rapport à une valeur réelle, et par conséquent un grand nombre de coefficients peuvent avoir à être codés. Dans tous les cas, lors du codage d'une image juste après l'apparition d'un changement de scène, la quantité de codes produits doit être accrue.
C'est pourquoi il est nécessaire de régler les tailles de pas de quantification de consigne pour des images futures contenues dans le groupe GOP actuel sur de nouvelles valeurs et mettre à jour la quantité de consigne de codes générés pour chacune des images futures. Un système de codage d'images animées selon une quatrième forme de réalisation de la présente invention est agencé de manière à modifier le rapport entre les tailles de pas de quantification de consigne réglées pour une pluralité de types différents d'images dans le groupe GOP et mettre à jour les tailles de pas de quantification de consigne dans le cas où il est nécessaire de régler les tailles de pas de quantification de consigne pour des images futures contenues dans le groupe GOP actuel sur de nouvelles valeurs et modifier la quantité de consigne de codes générés pour chacune des images futures dans le groupe GOP.
Lorsqu'une unité de commande de codage 14 de la quatrième forme de réalisation détermine qu'un changement de scène est apparu pendant le codage de la première unité devant être codée, l'unité de commande de codage 14 modifie les tailles de pas de quantification de consigne pour des images futures contenues dans le groupe GOP actuel. La modification de ces tailles de pas de quantification de consigne est exécutée par estimation de la quantité de consigne de codes générés, qui doivent être alloués à chacun des types d'images restant dans le groupe GOP actuel, puis mise à jour du rapport parmi les tailles de pas de quantification de consigne réglées pour les types d'images restantes dans le groupe GOP actuel et leurs valeurs en fonction de la quantité de codes générés, à nouveau affectés à chacun des types d'images restant dans le groupe GOP. A cet effet, l'unité de commande de codage 14 détermine quel groupe ou tracé représentant la caractéristique d'image comme représenté sur la figure 3 est la plus proche des caractéristiques extraites de la séquence actuelle d'images animées y compris l'image dans laquelle un changement de scène se produit, puis affecte à nouveau la quantité estimée de codes générés à chacun des types d'images restantes dans le groupe GOP actuel, de manière à modifier le rapport entre les tailles de pas de quantification de consigne pour la pluralité de différents types d'images restantes de manière qu'il soit compatible avec le groupe sélectionné. Enfin, l'unité de commande de codage 14 met à jour les tailles de pas de quantification de consigne pour la pluralité de types différents d'images restantes dans le groupe GOP.
Etant donné que l'on peut s'attendre à ce qu'une modification importante de la quantité de codes générés intervienne juste après qu'un changement de scène s'est produit, il est préférable d'examiner fréquemment si la quantité réelle de codes générés concorde avec la quantité de consigne correspondante de codes générés, à nouveau affectés, et modifier de façon répétée le rapport entre les tailles de pas de quantification de consigne pour les différents types d'images et leurs valeurs de manière à rendre stable la quantité de codes générés. Par exemple, dans le cas M=3, chaque fois que l'unité de codage traite chaque groupe incluant une image B, une image B et une image P, l'unité de commande de codage 14 peut à nouveau réaffecter de façon répétée la quantité de consigne de codes générés à chacun des deux types d'images différents, puis modifier le rapport entre les tailles de pas de quantification de consigne pour les deux types d'images différents et leurs valeurs absolues. A titre de variante, l'unité de commande de codage 4 peut exécuter la réaffectation de la quantité de consigne de codes générés dans chaque image devant être codée, contenue dans le groupe GOP. Etant donné que la seule opération que l'unité de commande de codage 4 doit exécuter est de commander la quantité de codes générés de manière qu'elle se situe dans une gamme prédéterminée et de permettre une modification progressive de la qualité d'image parmi une pluralité d'images adjacentes dans le temps, tout en conservant un équilibre dans la qualité des différentes images adjacentes, il n'est pas nécessaire de spécifier à la fois la fréquence avec laquelle la quantité de consigne de codes générés est affectée à chacune des autres images devant être codées, et la fréquence, avec laquelle la mise à jour du rapport entre les tailles de pas de quantification de consigne pour les différents types d'images restantes et leurs valeurs absolues est exécutée. Ces fréquences n'entraînent aucune limitation pour la présente invention.
Comme cela a été mentionné précédemment, le système de codage d'images animées selon la quatrième forme de réalisation de la présente invention permet de modifier le rapport entre les tailles de pas de quantification de consigne pour une pluralité de types différents d'images et de mettre à jour les tailles de pas de quantification conformément à une ou plusieurs caractéristiques extraites de la séquence d'images animées devant être codées, lorsqu'il est établi qu'il est apparu un changement de scène.
Par conséquent, le système de codage d'images animées conformément à la quatrième forme de réalisation permet de régler les tailles de pas de quantification de consigne pour la pluralité de types d'images différents sur des valeurs correctes et régler sur une valeur correcte le rapport entre ces tailles. Par conséquent, la quatrième forme de réalisation de l'invention peut fournir un avantage consistant en ce qu'elle est à même de commander ou de régler les quantités de codes générés pendant le codage de chacune d'une pluralité d'images dans le groupe
GOP tout en maintenant la qualité d'image relative parmi la pluralité d'images qui sont adjacentes dans le temps.
Cinquième forme de réalisation
Comme cela a été exécuté précédemment, le système de codage d'images animées selon la quatrième forme de réalisation de la présente invention mentionnée précédemment met à jour le rapport entre les tailles de pas de quantification de consigne réglées pour une pluralité de différents types d'images contenus dans un groupe GOP et leurs valeurs absolues, tout en conservant la condition de codage M=3 et N=15, même si un changement de scène a été détecté. Au contraire, un système de codage d'images animées selon une cinquième forme de réalisation de l'invention est agencé de manière à modifier la condition de codage, par exemple le type d'image devant être codées ensuite pendant le codage du groupe GOP actuel, lorsque le système détecte un changement de scène, puis à mettre à jour le rapport entre les tailles de pas de quantification de consigne pour les types d'images restant dans le groupe
GOP actuel et leurs valeurs absolues.
D'une manière générale, lors d'un codage de l'image actuelle, dans laquelle un changement de scène se produit, c'est-à-dire dont la totalité ou presque la totalité de l'image est formée d'une nouvelle information, la quantité de codes générés augmente étant donné qu'il n'existe aucune corrélation entre l'image actuelle et des images antérieures comme mentionné précédemment. Le codage de l'image actuelle qui utilise une prédiction à compensation de déplacement, obtenue à partir de l'image immédiatement précédente réduit l'efficacité du codage.
Une unité de commande de codage 14 conformément à une cinquième forme de réalisation de la présente invention réalise un codage interne de l'image actuelle dans laquelle un changement de scène apparaît, c'est-à-dire une image dont la totalité ou presque est formée d'une nouvelle information, moyennant l'utilisation d'une information provenant uniquement de cette image de manière à produire une image I. En d'autres termes, l'unité de commande de codage 14 modifie le type de l'image actuelle dans laquelle un changement de scène apparaît, en une image de type I.
L'unité de commande de codage 14 estime alors et affecte la quantité de consigne de codes générés à chacune des images futures dans le groupe GOP actuel y compris l'image actuelle de manière à modifier le rapport entre les tailles de pas de quantification de consigne pour les différents types des images restantes et leurs valeurs absolues.
Le fait qu'un changement de scène soit apparu peut être déterminé par détermination du fait que la sommation des carrés des différences entre les valeurs de pixels d'une image ou d'une image complète précédente et celles de l'image ou de l'image complète actuelle est supérieure ou non à une valeur de seuil prédéterminée, par détermination du fait que la sommation des valeurs absolues des différences entre les valeurs de pixels d'une image précédente et celles de l'image actuelle est supérieure ou non à une valeur de seuil prédéterminée, par détermination du fait qu'une autre valeur permettant d'évaluer le degré selon lequel l'image actuelle est une information nouvelle, est supérieure ou non à une valeur de seuil prédéterminée, ou une combinaison des résultats de ces déterminations. Le procédé de détermination du fait qu'un changement de scène s'est produit, ne limite pas la présente invention.
On va considérer une possibilité que le système de codage d'images animées code l'image actuelle, qui doit être codée en utilisant une prédiction à compensation de déplacement à partir d'une ou de plusieurs images antérieures et/ou futures, juste après un changement de scène, moyennant l'utilisation de la prédiction à compensation de déplacement à partir d'une image antérieure, c'est-à-dire qu'il modifie le type d'image actuel en faisant passer l'image B à une image P. Dans un tel cas, une prédiction dans le sens direct est exécutée en utilisant l'image I ou l'image P immédiatement précédente qui a été codée juste avant un changement de scène. Si la quantité de codes produits est inférieure à la quantité de codes produits lors d'un codage interne de la trame actuelle, il existe une possibilité que le système de codage d'images animées code l'image actuelle, qui doit être codée en utilisant une prédiction à compensation de déplacement à partir d'une ou de plusieurs images antérieures et/ou futures, en utilisant une prédiction à compensation de déplacement à partir d'une image antérieure. Le degré accru d'efficacité du codage fourni par la prédiction à compensation de déplacement à partir de l'image immédiatement précédente, par rapport au rendement de codage devant être fourni par le codage interne de l'image actuelle, signifie qu'une prédiction correcte peut être faite même s'il se produit un changement de scène.
Ainsi, le cas de la production d'images P à la place d'une image B juste après l'apparition d'un changement de scène doit être distingué du cas mentionné précédemment d'un codage interne de l'image actuelle moyennant l'utilisation d'une information provenant uniquement de l'image juste après l'apparition d'un changement de scène de manière à produire une image I.
Comme cela a été mentionné précédemment, lorsque le système de codage d'images selon la cinquième forme de réalisation de la présente invention établit qu'il est apparu un changement de scène dans le groupe GOP actuel, il modifie de façon adaptative le type d'image actuel devant être codé, juste après l'apparition du changement de scène, puis modifie le rapport entre les tailles de pas de quantification de consigne pour les différents types d'images restantes dans le groupe GOP actuel et les tailles de pas de quantification de consigne. Par conséquent, le système de codage d'images animées selon la cinquième forme de réalisation permet de régler les tailles de pas de quantification de consigne pour-les différents types d'images ayant des valeurs correctes, et règle également à une valeur correcte le rapport entre ces tailles de pas. Par conséquent, la cinquième forme de réalisation de l'invention peut fournir l'avantage consistant en ce qu'elle permet de commander ou de régler la quantité de codes générés pendant le codage de chacune d'une pluralité d'images dans le groupe GOP tout en conservant la qualité relative des images de la pluralité d'images adjacentes dans le temps.
Sixième forme de réalisation
Le système de codage d'images animées selon l'une quelconque des première à cinquième formes de réalisation mentionnées précédemment détermine la valeur absolue de la taille du pas de quantification utilisée pour coder chacun de plusieurs types différents d'images et le rapport entre les tailles de pas de quantification de consigne pour les différents types d'images conformément à une pluralité de tracés Q-H tels que représentés sur la figure 2 et conformément à une pluralité de courbes caractéristiques telles que représentées sur la figure 3. Au contraire, un système de codage d'images animées selon une sixième forme de réalisation de la présente invention est agencé de manière à extraire une ou plusieurs caractéristiques indiquant la complexité d'image dans une séquence d'images animées devant être codées, pour déterminer quel tracé parmi une pluralité de tracés Q-H établis pour des images d'un certain type, par exemple des images I, comme représenté sur la figure 2, est le plus proche de la caractéristique Q-H actuellement établie pour les caractéristiques extraites de la séquence d'images animées, sélectionne le tracé Q-H le plus proche et calcule la taille de pas de quantification de consigne pour des images d'un certain type, par exemple des images I à partir de la quantité de consigne correspondante de codes générés conformément au tracé Q-H sélectionné et en outre calculer les tailles de pas de quantification de consigne pour des images d'autres types, par exemple des images P et des images B à partir des quantités de consigne correspondantes de codes produits, en utilisant respectivement une pluralité de relations de conversion prédéterminées.
Comme les seconde à cinquième formes de réalisation mentionnées précédemment, le système de codage d'images animées de la sixième forme de réalisation détermine la complexité d'image dans la séquence d'images animées devant être codées en utilisant une ou plusieurs caractéristiques extraites de la séquence d'images animées telles que la variance . à l'intérieur d'une image, c'est-à-dire la quantité de variation de la valeur de chaque pixel dans l'image actuelle devant être codée. Par exemple, la variance à l'intérieur de l'image peut être définie comme étant la sommation des valeurs absolues des différences entre toutes les valeurs des pixels et leur moyenne CIXi-ml, Xi désignant la valeur de chaque pixel et m la moyenne de toutes les valeurs de pixels, ou la sommation des carrés des différences de toutes les valeurs de pixels et la moyenne de ces valeurs : #(Xi-m). A titre de variante, la détermination de la complexité peut être faite en utilisant la sommation des valeurs absolues des différences entre toutes les valeurs de pixels dans l'image actuelle, qui est actuellement codée, et de toutes les valeurs de pixels dans une image antérieure. La distribution de composantes à courant continu et à courant alternatif des coefficients ayant subi une transformation orthogonale diffère en fonction de la complexité de l'image actuelle. Par conséquent, la distribution de composantes à courant continu et à courant alternatif des coefficients ayant subi une transformation orthogonale peut être utilisée pour déterminer la complexité de l'image actuelle, qui est en cours de codage. En alternative, on peut utiliser n'importe quelle combinaison des caractéristiques indiquées précédemment.
L'unité de commande de codage 14 comprend une pluralité de tables de caractéristiques Q-H pour des images d'un certain type, par exemple des images I, représentant une pluralité de tracés Q-H comme cela est représenté sur la figure 2. Comme cela a été mentionné précédemment, la pluralité de tables caractéristiques Q-H correspond à une variété de degrés de complexité, que peut présenter respectivement une image d'un certain type. L'unité de commande de décodage 14 extrait une ou plusieurs caractéristiques, comme par exemple la variance à l'intérieur d'une image, de la séquence d'images animées devant être codées en premier. L'unité de commande de codage 14 détermine ensuite quel tracé parmi la pluralité de tracés Q-H ou quelle caractéristique établie pour des images d'un certain type, par exemple des images I, comme représenté sur la figure 2, est plus proche de la caractéristique Q-H actuelle dans le cas des caractéristiques extraites de la séquence d'images animées, et sélectionne la table de tracés Q-H la plus proche. L'unité de commande de codage 14 calcule la taille de pas de quantification de consigne Qs pour des images d'un certain type, par exemple des images I, à partir de la quantité de consigne correspondante de codes générés conformément au tracé Q-H sélectionné, et en outre calcule les tailles de pas de quantification de consigne pour des images d'autres types, par exemple des images P et des images B, à partir de quantités correspondantes de codes générés, en utilisant respectivement une pluralité de relations de conversion prédéterminées. En se référant ci-après à la figure 4, on y voit représenté un graphique représentant des exemples de tracés Q-H pour les trois types différents d'images I, P et B. les trois tracés Q-H pour les trois types différents d'images diffèrent les uns des autres, comme représenté sur la figure. Les quantités de codes générés lors du codage d'une image I, d'une image P et d'une image B en utilisant la même taille de pas de quantification Qa, sont Hi, Hp et
Hb comme représenté sur la figure 4. Les tailles de pas de quantification de consigne pour les trois types d'images différents fournissant la même quantité de codes générés Ha sont Qi, Qp et Qb, comme représenté sur figure 4. Lors du codage réel d'une image contenue dans le groupe GOP, l'unité de commande de codage 14 ne commande pas les tailles de pas de quantification de consigne pour les trois types différents d'images de telle sorte que la même quantité de codes est produite pendant le codage de n'importe lequel des trois types différents d'images. C'est pourquoi, Qi est le plus grand, comme représenté sur la figure 4, et par conséquent la qualité d'image I utilisée pour la prédiction d'images P et de l'image B est réduite.
La raison pour laquelle seule la pluralité de tracés Q-H pour des images d'un certain type, dans ce cas des images I, est prévue, est de simplifier le procédé de commande de l'opération de codage exécutée par l'unité de commande de codage 14. En outre, étant donné que l'unité de commande de codage contient uniquement les tables représentant respectivement la pluralité de tracés Q-H pour des images I, qui sont prévues pour l'exécution d'opérations arithmétiques dans une simulation sur ordinateur ou dans un système matériel réel, on fait l'économie de l'utilisation d'une mémoire. Au lieu d'utiliser des tables, on peut traiter la pluralité de tracés Q-H pour des images d'un certain type au moyen de calculs arithmétiques d'au moins une fonction. Dans ce cas, seule l'exécution de calculs arithmétiques de la fonction est nécessaire et par conséquent la durée nécessaire pour l'exécution de calculs de la fonction est réduite par rapport à l'utilisation des tables.
Comme cela a été expliqué précédemment, le rapport entre les tailles de pas de quantification de consigne pour les trois types différents d'images et leurs valeurs sont mis à jour dans des unités du groupe GOP, c'est-à-dire que chaque fois le système traite chaque groupe GOP de telle sorte qu'une quantité désirée de codes est produite lors du codage de chaque image contenue dans chaque groupe GOP. A titre de variante, le rapport entre les tailles de pas de quantification de consigne pour les trois types d'images différents et leurs valeurs peut être mis à jour par unités de temps, c'est-à-dire par exemple par une seconde, de sorte qu'une quantité désirée de codes est produite pendant l'unité de temps. Dans ce cas, la limite supérieure de la quantité d'informations produites est la somme de la quantité de consigne de codes générés par l'unité de temps et de la quantité d'informations mémorisées dans le tampon de transmission, et la limite inférieure de la quantité d'informations générées est la différence entre la quantité de consigne de codes générés par unité de temps et la quantité d'informations mémorisées dans le tampon de transmission.
Comme cela a été mentionné précédemment, le système de codage d'images animées calcule la taille de pas de quantification de consigne pour des images d'un certain type à partir de la quantité de consigne correspondante de codes générés conformément à un tracé Q-H sélectionné pour ce type d'image et calcule en outre les tailles de pas de quantification de consigne pour les images des autres types à partir des quantités de consigne correspondantes de codes générés en utilisant une pluralité de relations respectives de conversion. Par conséquent, le système de codage d'images animées selon la sixième forme de réalisation permet de régler les tailles de pas de quantification de consigne pour les trois types d'images différents sur des valeurs correctes, et règle également sur une valeur correcte le rapport entre ces valeurs, moyennant l'utilisation du procédé simple mentionné précédemment. Par conséquent, la sixième forme de réalisation de la présente invention peut fournir l'avantage d'être à même de commander ou de régler la quantité de codes générés pendant le codage d'une pluralité d'images dans le groupe GOP, tout en conservant la qualité relative entre la pluralité d'images adjacentes dans le temps.
Septième forme de réalisation
Comme cela a été mentionné précédemment, le système de codage d'images animées selon l'une quelconque des deuxième à sixième formes de réalisation mentionnées précédemment permet d'extraire une ou plusieurs caractéristiques d'un déplacement vidéo devant être codé et modifie de façon adaptative le rapport entre les tailles de pas de quantification de consigne pour une pluralité de types d'images différents, conformément aux caractéristiques extraites. Au contraire, un système de codage d'images animées selon une septième forme de réalisation de la présente invention est agencé de manière à extraire une ou plusieurs caractéristiques d'une séquence d'images animées devant être codées et déterminer soit la quantité de déplacement entre des images contenues dans un groupe GOP, soit la complexité d'image dans le groupe GOP, qui est en relation directe avec la quantité de codes produits, moyennant l'utilisation des caractéristiques extraites.
Lorsqu'une pluralité d'images contenues dans cette première unité devant être codée incluent une image devant être codée de façon interne ou une image I, une image devant être codée selon le codage prédictif ou image P et une image devant être codée selon un codage prédictif bidimensionnel ou image B, une unité de commande de codage 14 extrait une ou plusieurs caractéristiques de la séquence d'images animées devant être codées, qui est associée à la quantité de déplacement entre des images contenues dans la première unité devant être codée. Lorsque les caractéristiques extraites de la séquence d'images animées indique que la quantité de déplacement entre des images est relativement faible, l'unité de commande de codage 14 règle alors les quantités de consigne de codes générés, allouées à une image I, une image P et une image B, de manière que la quantité de consigne de codes générés allouée à une image I soit maximale, que la quantité de consigne de codes générés allouée à une image P soit maximale en second et que la quantité de consigne des codes générés allouée à une image
B soit la plus faible. C'est pourquoi, lors du codage d'une image incluse dans une image vidéo animée avec une faible quantité de déplacement entre les images, la reproductibilité d'une image prédictive 3 obtenue au moyen d'une prédiction dans le sens direct ou de prédictions dans les sens direct et rétrograde est bonne. Par conséquent, la quantité de consigne de codes générés affectée à une image I, qui peut être l'image prédictive 3 utilisée pour la production de l'image P et d'une image B, est maximale, la quantité de consigne de codes générés affectée à une image P, qui peut être utilisée en tant qu'image prédictive 3, est la plus élevée en second, et la quantité de consigne de codes générés affectée à une image P, qui ne peut pas être utilisée en tant qu'image prédite 3, est la plus faible.
Lorsque la quantité de déplacement entre des images augmente, l'unité de commande de codage 14 modifie de façon adaptative le rapport entre les valeurs de consigne pour les tailles de pas de quantification pour les différents types d'images. De façon plus spécifique, l'unité de commande de codage 14 modifie le rapport de telle sorte que les différences entre les quantités de consigne de codes produits affectées à une image I, une image P et une image B sont réduites. C'est pourquoi il est nécessaire d'affecter une quantité accrue de codes produits à des images P ainsi qu'à des images I pour maintenir la qualité d'image lorsque la quantité de déplacement entre les images augmente. Par conséquent, l'opération de commande est exécutée de telle sorte que le rapport entre les tailles de pas de quantification de consigne pour les images I et les images P se rapproche de 1, et la différence entre Qi et Qp est réduite lorsque la quantité de déplacement entre ces images augmente.
En outre, il est nécessaire d'affecter une quantité plus importante de codes produits à des images B, qui ne peuvent pas être utilisées en tant qu'image prédictive, lorsque la quantité de déplacement entre des images augmente. Par conséquent l'opération de commande est exécutée de telle sorte que le rapport entre les tailles de pas de quantification de consigne pour des images I (ou des images
P) et pour des images B se rapproche de 1 et la différence entre Qi (ou Qp) et Qb est réduite étant donné que la quantité de déplacement entre images augmente.
Une telle opération de commande permet par conséquent de commander la quantité de codes générés lors du codage de chaque image selon la quantité de déplacement entre des images, tout en ayant un équilibre de la qualité d'image de chaque image par rapport à la qualité d'image des images antérieures et futures.
Comme mentionné pr codage d'images animées selon la septième forme de réalisation de la présente invention permet de commander les quantités de consigne de codes générés affectées à une image I, à une image B et à une image P de sorte que la quantité de consigne de codes générés affectée à une image I est maximale, la quantité de consigne de codes générés affectée à une image P est la plus élevée en second, et la quantité de consigne de codes générés affectés à une image B est la plus faible lorsque la quantité de déplacement entre images est relativement faible. Lorsque la quantité de déplacement entre images augmente, le système de codage d'images animées peut modifier de façon adaptative le rapport entre les tailles de pas de quantification de consigne réglées pour les différents types d'images de sorte que les différences entre les quantités de consigne de codes générés allouées à chaque image I, à chaque image P et à chaque image B sont réduites. Par conséquent le système de codage d'images animées selon la septième forme de réalisation permet de régler des tailles de pas de quantification de consigne pour la pluralité de types d'images différentes ayant des valeurs correctes, et également de régler le rapport entre elles à une valeur correcte, moyennant l'utilisation du procédé simple mentionné précédemment. Par conséquent la septième forme de réalisation de la présente invention permet d'obtenir l'avantage consistant en ce qu'elle permet de commander la quantité de codes générés pendant le codage de chacune d'une pluralité d'image dans le groupe GOP tout en maintenant la qualité relative entre la pluralité d'images adjacentes dans le temps.
De nombreuses formes de réalisation très différentes de la présente invention peuvent être conçues sans sortir du cadre de cette dernière. On comprendra également que la présente invention n'est pas limitée aux formes de réalisation décrites dans ce qui précède.

Claims (8)

REVENDICATIONS
1. Système de codage d'images animées servant à coder chaque image contenue dans une séquence d'images animées dans des unités d'un groupe d'unités comprenant une pluralité d'images incluant ladite image, caractérisé en ce que le système comprend
des moyens de commande de codage (14) pour, lorsque le groupe d'unités inclut une pluralité de types différents d'images qui doivent être codés avec des procédés de codage différents, régler une taille de pas de quantification de consigne utilisée pour coder chacun des différents types d'images contenus dans le groupe d'unités, et pour exécuter une opération de commande pour produire et délivrer une taille de pas de quantification de sorte que le rapport entre les tailles de pas de quantification de consigne réglées pour les différents types d'images est égal à un rapport prédéterminé; et
des moyens de codage (6) pour coder chaque image contenue dans ladite séquence d'images animées incluant ladite image, en utilisant ladite taille de pas de quantification fournie par lesdits moyens de commande de codage (14) et utilisant soit ladite image, soit une prédiction à partir d'une image antérieure codée de façon interne et/ou d'une image codée prédictive.
2. Système de codage d'images animées selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de commande de codage (14) règlent initialement la taille de pas de quantification pour un macro-bloc devant être codé en premier dans ladite image, qui est actuellement codée, sur la taille de pas de quantification de consigne pour le type d'image de ladite image en cours de codage, puis, chaque fois qu'ils codent chacun des macro-blocs subsistant dans ladite image en cours de codage, ils mettent à jour la taille du pas de quantification initialement réglée pour le premier macro-bloc de sorte que la moyenne des tailles de pas de quantification utilisées pendant le codage de tous les macro-blocs dans chaque image se rapproche finalement de la taille de pas de quantification de consigne réglée pour le type d'image de chaque image actuellement en cours de codage.
3. Système de codage d'images animées selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de commande de codage (14) extraient en outre une caractéristique de ladite séquence d'images animées devant être codées, qui représente un degré de complexité de ladite séquence d'images animées devant être codées, et que lesdits moyens de commande de codage (14) mettent à jour de façon adaptative ledit rapport entre les tailles de pas de quantification de consigne réglées pour les différents types d'images en fonction de ladite caractéristique extraite de ladite séquence d'images animées.
4. Système de codage d'images animées selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de commande de codage déterminent si une quantité de codes devant être produits lors du codage de chaque image dans le groupe d'unités s'écarte, d'une gamme prédéterminée ou même plus, d'une quantité de consigne de codes générés pour chaque image si le codage est exécuté en utilisant les tailles de pas de quantification de consigne réglées pour la pluralité de types d'images, et que, si lesdits moyens de commande de codage (14) établissent qu'un tel écart par rapport à la quantité de consigne de codes générés apparaît, lesdits moyens de commande de codage mettent à jour les tailles de pas de quantification de consigne réglées pour les différents types d'images.
5. Système de codage d'images animées selon l'une ou l'autre des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de commande de codage (14) extraient en outre une caractéristique de ladite séquence d'images animées devant être codées, qui représente un degré de com plexité de ladite séquence d'images animées devant être codées, et déterminent si un changement de scène est apparu pendant le codage de ladite image incluse dans ledit groupe d'unités, et que, si lesdits moyens de commande de codage (14) établissent qu'un changement de scène est apparu pendant le codage de ladite image, ils mettent à jour ledit rapport entre les tailles de pas de quantification de consigne pour les différents types d'images et leurs valeurs en fonction de la caractéristique extraite de ladite séquence d'images animées.
6. Système de codage d'images animées selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de commande de codage (14) déterminent Si un changement de scène est apparu pendant le codage de ladite image incluse dans ledit groupe d'unités et que, si lesdits moyens de commande de codage établissent qu'un changement de scène est apparu pendant le codage de chaque image, ils modifient de façon adaptative le type de l'image actuelle actuellement en cours de codage dans laquelle le changement de scène apparaît, et mettent également à jour ledit rapport entre lesdites tailles de pas de quantification de consigne pour les différents types d'images et leurs valeurs.
7. Système de codage d'images animées selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de commande de codage utilisent uniquement une caractéristique de quantité de codes produits en fonction de la taille de pas de quantification d'images d'un certain type pour régler les tailles de pas de quantification de consigne utilisées pour coder les différents types d'images qui doivent être codées avec les différents procédés de codage.
8. Système de codage d'images animées selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que lorsque ledit groupe d'unités comprend une image devant être codée de façon interne ou image I, une image devant être codée de façon prédictive ou image P et une image devant être codée d'une manière prédictive bidirectionnelle ou image B, lesdits moyens de commande de codage (14) extraient une caractéristique de ladite séquence d'images animées qui représente un degré de complexité de ladite séquence d'images animées devant être codées, et que, Si la caractéristique extraite de ladite séquence d'images animées indique que la quantité de déplacement entre des images est relativement faible, lesdits moyens de commande de codage règlent des quantités de consigne de codes produits affectées à chaque image I, à chaque image P et à chaque image B dans ledit groupe d'unités de sorte que la quantité de consigne de codes produits affectée à chaque image I est maximale, que la quantité de consigne de codes produits affectée à chaque image P est maximale en second, et que la quantité de consigne de codes produits affectée à chaque image B est la plus faible, et, lorsque la distance de déplacement entre des images représentées par la caractéristique extraite augmente, les moyens de commande de codage mettent à jour le rapport entre les tailles de pas de quantification de consigne pour les différents types d'images de sorte que les différences entre les quantités de consigne de codes produits affectées à chaque image I, à chaque image P et à chaque image B sont réduites.
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