ES2204777T3 - Procedimiento de procesamiento de dato de imagen, y estructura de datos de imagen. - Google Patents

Procedimiento de procesamiento de dato de imagen, y estructura de datos de imagen.

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Abstract

Procedimiento de procesamiento de datos de imagen para procesar datos de imagen comprimidos (Dv), comprendiendo los datos de imagen comprimidos (Dv) unos datos de trama comprimidos (Dp) de cada una de las tramas, comprendiendo dicho método: disponer un patrón de sincronización (Hsd) para ser colocado al principio de los datos de imagen comprimidos (Dv) en el que el patrón de sincronización son unos datos de longitud fija; disponer un indicador de identificación (Hfd) que indica si todas las tramas en los datos de imagen comprimidos (Dv) son capaces de ser sometidas a reproducción de acceso aleatorio o no, siendo todas las tramas individualmente decodificables cuando el indicador de identificación indica que todas las tramas son capaces de ser sometidas a reproducción de acceso aleatorio, y disponer los datos de trama comprimidos (Dp) para ser colocados después del indicador de identificación (Hfd); caracterizado porque el indicador de identificación (Hfd) se coloca inmediatamente después del patrón de sincronización (Hsd).

Description

Procedimiento de procesamiento de datos de imagen, y estructura de datos de imagen.
Campo técnico
La presente invención se refiere a un procedimiento de transmisión de imágenes, un procedimiento de procesamiento de imágenes, un aparato de procesamiento de imágenes y medios de procesamiento de datos de imagen, y más particularmente, a un procedimiento para transmitir datos de imagen digitales codificados correspondientes a una imagen que comprende una pluralidad de tramas, un procedimiento y un aparato para codificar datos de imagen digitales, un procedimiento y un aparato para decodificar los datos de imagen digitales codificados y medios de almacenamiento de datos que contienen un programa para ejecutar los procedimientos de codificación y decodificación para los datos de imagen digitales mediante un ordenador.
Antecedentes de la técnica
Para almacenar o transmitir con eficacia información de imagen digital, es decir, datos de imagen de una señal digital, es necesario efectuar la codificación de compresión de la información de imagen digital. Entre los procedimientos de codificación de compresión de la información de imagen digital se incluyen los procedimientos de codificación de forma de onda como, por ejemplo, codificación en subbandas, codificación mediante ondas pequeñas, codificación mediante fractales, etc., así como la codificación mediante DCT (transformada discreta de coseno), que son habituales en las técnicas de procesamiento según la norma JPEG (Grupo mixto de expertos en codificación fotográfica) o MPEG (Grupo de expertos en imágenes en movimiento).
Por otra parte, un procedimiento para eliminar la información de imagen redundante entre tramas adyacentes y similares es llevar a cabo la predicción intertrama mediante compensación de movimiento, representando los valores de píxel de una trama actual como la diferencia entre estos valores de píxel y los valores de píxel de una trama anterior (pasada), y llevar a cabo la codificación de la señal de diferencia correspondiente.
A continuación, se describirá brevemente un procedimiento de codificación de imágenes y un procedimiento de decodificación de imágenes según la norma MPEG en los que se lleva a cabo un procedimiento de DCT que incluye compensación de movimiento.
En este procedimiento de codificación de imágenes, la señal imagen de entrada se divide en una pluralidad de señales imagen que corresponden respectivamente a la pluralidad de bloques (macrobloques) de una trama y, a continuación, se codifican las señales imagen de cada macrobloque. Un macrobloque corresponde a una zona de presentación de imágenes de (16 x 16) píxeles. Cuando la señal imagen de entrada corresponde a una imagen objeto, la señal imagen se divide en una pluralidad de bloques (macrobloques) que componen una zona de presentación (zona objeto) correspondiente a la imagen objeto de una trama.
La señal imagen correspondiente a cada macrobloque se divide en señales imagen que corresponden, respectivamente, a subbloques correspondientes a zonas de presentación de imágenes compuestas de (8 x 8) píxeles cada una y, luego, las señales imagen se someten al procedimiento de DCT para que cada subbloque genere coeficientes DCT. A continuación, los coeficientes DCT se cuantifican para generar coeficientes de cuantificación para cada subbloque. Dicho procedimiento de codificación de la señal imagen correspondiente al subbloque mediante el procedimiento de DCT y el procedimiento de cuantificación se denomina "modelo de codificación intratrama".
En la zona de recepción, los coeficientes de cuantificación se someten a cuantificación inversa y luego a un procedimiento de DCT inversa para que cada subbloque reproduzca una señal imagen correspondiente al macrobloque. Los datos codificados correspondientes a una trama (imagen I) obtenidos tras llevar a cabo el procedimiento de codificación intratrama de la señal imagen, pueden reproducirse de forma independiente. Es decir, los datos pueden decodificarse sin tomar como referencia los datos de imagen de otra trama.
Por otra parte, existe un procedimiento de codificación denominado "modelo de codificación intertrama". En este procedimiento de codificación, se emplea en primer lugar un procedimiento de detección de movimiento de la imagen de una trama (por ejemplo, la "concordancia de bloques") para detectar una zona compuesta de (16 x 16) píxeles con errores mínimos entre los valores de píxel de la misma y los de un macrobloque de destino que se va a codificar como macrobloque de predicción, en una señal imagen correspondiente a una trama codificada que temporalmente está junto a una trama que se va a codificar.
A continuación, la señal imagen del macrobloque de predicción se resta de la señal imagen del macrobloque de destino para generar una señal de diferencia del macrobloque de destino, que se divide en señales de diferencia que corresponden respectivamente a subbloques compuestos de (8 x 8) píxeles cada uno. A continuación, las señales de diferencia se someten al procedimiento de DCT para generar los coeficientes DCT para cada subbloque, que se cuantifican para que cada subbloque genere coeficientes de cuantificación.
La codificación intertrama de la señal imagen correspondiente a la imagen objeto se efectúa de forma similar.
En la zona de recepción, los coeficientes de cuantificación (coeficientes DCT cuantificados) se someten a cuantificación inversa y luego al procedimiento de DCT inversa para que cada subbloque restaure la señal de diferencia del macrobloque. A continuación, a partir de la señal imagen de una trama decodificada, se genera una señal de predicción de la señal imagen correspondiente a un macrobloque de destino que se va a codificar mediante compensación de movimiento. Luego, la señal de predicción y la señal de diferencia restaurada se suman para reproducir la señal imagen del macrobloque de destino. Los datos codificados correspondientes a la trama (imagen P o imagen B), obtenidos tras la codificación mediante el procedimiento de codificación intertrama de la señal imagen, no pueden reproducirse de forma independiente, es decir, no pueden decodificarse sin tomar como referencia la señal imagen de otra trama en el procedimiento de reproducción.
A continuación, se describirá la estructura de datos de imagen comprimidos (tren de bits) correspondiente a una imagen en movimiento compuesta de una pluralidad de tramas (imágenes).
La Figura 10(a) muestra la estructura de datos de imagen (datos de imagen en movimiento) correspondiente a una imagen en movimiento. Una imagen en movimiento comprende una pluralidad de tramas. En la Figura 10 (a), los datos de imagen en movimiento D comprenden los datos de trama P(1) a P(n) (n: número natural) correspondientes a las respectivas tramas.
La Figura 10(b) muestra la estructura de los datos de imagen con compresión intratrama Da obtenidos tras aplicar el procedimiento de codificación intratrama a los datos de las tramas respectivas P(1) a P(n) que componen los datos de imagen en movimiento D.
Los datos de imagen con compresión intratrama Da comprenden datos de trama codificados Pa(1) a Pa(n) de las respectivas tramas y una cabecera Ha que comprende datos comunes a estas tramas. Las tramas son imágenes I sometidas a codificación intratrama. Según la norma MPEG4, la cabecera Ha se denomina "VOL (Video Object Layer)".
La Figura 10(c) muestra la estructura de los datos de imagen con compresión intertrama Db obtenidos tras aplicar el procedimiento de codificación intratrama a datos de trama determinados de los datos de trama P(1) a P(n) y tras aplicar el procedimiento de codificación intertrama a los demás datos de trama.
El procedimiento de codificación intertrama incluye dos tipos de procesamiento. Uno de los tipos es un procedimiento de codificación predictiva futura que codifica la trama de destino que se va a codificar tomando como referencia una trama (futura) anterior, y el otro, un procedimiento de codificación predictiva bidireccional que efectúa la codificación de la trama de destino tomando como referencia la trama anterior y la posterior (futura y pasada).
Los datos de imagen con compresión intertrama Db comprenden datos de trama codificados Pb(1) a Pb(n) de las respectivas tramas y una cabecera Hb que comprende datos comunes a estas tramas. Como se ha ilustrado, la primera trama de la imagen en movimiento es la imagen I con codificación intratrama y las otras tramas son imágenes P que han sido sometidas al procedimiento de codificación predictiva futura o imágenes B que han sido sometidas al procedimiento de codificación predictiva bidireccional.
Puesto que los datos de imagen con compresión intratrama Da se generan al llevar a cabo el procedimiento de codificación intratrama para cada trama de la imagen en movimiento sin tomar como referencia otra trama, resulta muy adecuada para su utilización en la reproducción aleatoria (decodificación), aunque su eficacia de codificación es relativamente baja. Dicho de otro modo, una de las ventajas de la utilización de los datos de imagen con compresión intratrama Da es que las tramas que se van a decodificar se seleccionan de forma aleatoria y se decodifican de inmediato para reproducir una imagen. En particular, cuando se modifican los datos de imagen comprimidos, los datos de imagen con compresión intratrama pueden procesarse con más facilidad que los datos de imagen con compresión intertrama. Esto es debido a que, a diferencia de los datos de imagen con compresión intertrama, los datos de imagen con compresión intratrama se generan con independencia de los datos de otras tramas.
Por otra parte, puesto que los datos de imagen con compresión intertrama Db se generan al aplicar el procedimiento de codificación intertrama a casi todas las tramas de la imagen en movimiento en relación con otra trama y, por consiguiente, su eficacia de codificación es alta, son menos adecuados para su utilización en la reproducción aleatoria (decodificación). En los datos de imagen con compresión intertrama Db, cuando la decodificación empieza por la imagen P o la imagen B como trama de destino de decodificación, es necesario decodificar una trama que puede decodificarse de forma independiente situada antes de la trama de destino. Esto es debido a que la trama de destino de decodificación es la trama que ha sido codificada en relación con otra trama.
Por ejemplo, en los datos de imagen con compresión intratrama Da, los datos de trama codificados Pae(1) a Pae(m) (m: número natural) correspondientes a datos de 30 segundos situados en la parte posterior de una imagen en movimiento de una hora pueden reproducirse empezando por los datos de trama codificados Pae(1) que se hallan al principio de estos datos de trama (véase la Figura 10(b)).
Por otra parte, en los datos de imagen con compresión intertrama Db, cuando se reproducen datos de trama codificados Pbe(1) a Pbe(m) correspondientes a datos de 30 segundos situados en la parte posterior de una imagen en movimiento de una hora, los datos de trama codificados Pbe(1) situados al principio de estos datos no pueden reproducirse en primer lugar (véase la Figura 10(c)). Los datos de trama codificados Pbe(1) no pueden reproducirse hasta que no se hayan decodificado los datos comprendidos entre los datos reproducibles de forma independiente (datos de trama codificados Pb(1) correspondientes a la primera trama de la imagen en movimiento) y los datos de trama codificados que se hallan justo antes de los datos Pbe(1). Esto es debido a que los datos de trama codificados Pbe(1) son los datos que se han codificado en relación con otra trama.
Mientras, puede aplicarse un procedimiento de reproducción de avance rápido que pasa por alto S tramas (S: número natural) a los datos de imagen con compresión intratrama Da (véase la Figura 11(a)). Esto es posible, debido a que los datos de trama codificados Pa(1), Pas(1) a Pas(f) (f: número natural) que se van a decodificar en el procedimiento de reproducción de avance rápido corresponden a imágenes I con codificación intratrama que pueden reproducirse de forma independiente, sin tomar como referencia los datos de otra trama. Asimismo, puede aplicarse un procedimiento de reproducción de rebobinado rápido, que es el inverso del procedimiento de reproducción de avance rápido, a los datos de imagen con compresión intratrama Da de la misma forma.
Por otra parte, en la práctica, el procedimiento de reproducción de avance rápido no puede aplicarse a los datos de imagen con compresión intertrama Db (véase la Figura 11(b)). Esto es debido a que cada uno de los datos de trama codificados Pbs(1) a Pbs (f) que se van a decodificar en el procedimiento de reproducción de avance rápido corresponde a la imagen P con codificación intertrama o la imagen B con codificación intertrama. Los respectivos datos de trama codificados Pbs(1), Pbs(2), Pbs(3), ..., Pbs(f) no pueden decodificarse hasta que no hayan transcurrido los correspondientes tiempos de espera tb1, tb2, tb3, ..., tbf, es decir, los tiempos necesarios para decodificar todos los datos de trama codificados presentes antes de los respectivos datos Pbs(1) a Pbs(f). Dicho de otro modo, los datos de trama codificados Pbs(1) a Pbs(f) que se van a decodificar en el procedimiento de reproducción de avance rápido se reproducen con la misma temporización que en un procedimiento de reproducción normal.
Por consiguiente, si se aplica el procedimiento de reproducción de avance rápido a los datos de imagen con compresión intertrama Db, la imagen reproducida que se obtiene de la imagen en movimiento es un grupo de imágenes fijas reproducidas de los datos de trama codificados Pbs(1) a Pbs(f) que se visualizan en secuencia, a intervalos de tiempo regulares.
El procedimiento de reproducción de rebobinado rápido no puede aplicarse a los datos de imagen con compresión intertrama Db, puesto que los datos de trama codificados de la última trama no pueden reproducirse hasta que no se haya decodificado todos los datos de trama codificados.
Cada una de las cabeceras Ha y Hb de los correspondientes datos de imagen comprimidos Da y Db contiene un indicador de identificación que indica si los correspondientes datos de imagen comprimidos son adecuados o no para su utilización en la reproducción independiente.
A continuación, se describirán algunas soluciones para el problema asociado al compromiso entre la eficacia de la codificación de compresión de los datos de imagen y la idoneidad para el procedimiento de reproducción de avance rápido.
La primera solución, mostrada en la Figura 12, consiste en almacenar los datos de imagen con compresión intratrama Da adecuados para su utilización en el procedimiento de reproducción de avance rápido y los datos de imagen con compresión intertrama Db a partir de los cuales se obtiene una imagen reproducida de alta calidad, en medios de almacenamiento de datos M, como datos de imagen comprimidos de la imagen en movimiento. En la Figura 12, los números de referencia D1 a Dk indican datos de imagen comprimidos correspondientes a otras imágenes en movimiento que contienen las cabeceras H1 a Hk, respectivamente. La cabecera Ha de los datos Da contiene un indicador que indica que los datos Da son muy adecuados para su utilización en la reproducción independiente. La cabecera Hb de los datos Db contiene un indicador que indica que los datos Db son menos adecuados para su utilización en la reproducción independiente.
En el procedimiento de reproducción de avance rápido, según los respectivos indicadores contenidos en las correspondientes cabeceras Ha y Hb, los datos de imagen con compresión intratrama se leen en los medios de almacenamiento de datos M como datos de imagen comprimidos de una imagen en movimiento. Por otra parte, en el procedimiento de reproducción normal, los datos de imagen con compresión intertrama Db se leen en los medios de almacenamiento de datos M.
La segunda solución es introducir una pluralidad de datos de trama codificados correspondientes a las imágenes I en los datos de imagen con compresión intertrama Db a intervalos más cortos que los intervalos normales. En general, los datos de trama codificados correspondientes a las imágenes I se introducen en los datos de imagen comprimidos de tal forma que dos de las tramas de la pluralidad de tramas reproducidas durante 0,5 segundos son las imágenes I. Estos datos de imagen con compresión intertrama Db contienen el indicador que indica que los datos Db son adecuados para su utilización en la reproducción independiente. En este caso, en el procedimiento de reproducción de avance rápido y según los indicadores de tipo de imagen (no mostrados) añadidos a las tramas, cada uno de los cuales indica que los correspondientes datos de trama codificados corresponden a la imagen I, sólo pueden decodificarse los datos de trama codificados correspondientes a las imágenes I.
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La tercera solución es, debido a que los datos de trama codificados correspondientes a algunas de las imágenes P pueden reproducirse de forma independiente, añadir indicadores que indiquen esta circunstancia a estos datos de trama codificados. Dichos datos de trama codificados correspondientes a algunas de las imágenes P se obtienen codificando sin tomar como referencia datos de imagen de otra trama como los datos de trama codificados correspondientes a las imágenes I, aunque los correspondientes indicadores de tipo de imagen indiquen "imágenes P ". Los datos de trama codificados correspondientes a estas imágenes P especificadas se pueden reproducir de forma independiente. Por consiguiente, los indicadores que indiquen que los datos de trama codificados correspondientes a estas imágenes P especificadas son adecuados para su utilización en la reproducción independiente se añaden a estos datos. Por lo tanto, en el procedimiento de reproducción de avance rápido, según los indicadores de tipo de imagen y los indicadores de idoneidad de reproducción independiente (no mostrados), sólo se decodifican los datos de trama codificados correspondientes a las imágenes I y las imágenes P especificadas.
La Figura 11(c) muestra la estructura de los datos de imagen con compresión intertrama que contienen los indicadores de idoneidad de reproducción independiente añadidos a los datos de trama codificados correspondientes a las imágenes P especificadas.
En los datos de imagen con compresión intertrama Dc, las cabeceras Hc1, Hc2, ..., Hcf, que contienen un indicador de idoneidad cada una, se introducen justo antes de los datos de trama codificados Pcs(1) a Pcs(f) correspondientes a las respectivas imágenes P especificadas (mostradas como P' en la Figura). En la Figura, Hc designa la cabecera de los datos de imagen con compresión intertrama Dc y Pc(1) a Pc(n) designan los datos de trama codificados de las respectivas tramas.
Las estructuras de las cabeceras de los datos de imagen comprimidos Da y Db se describirán en relación con la Figura 13. Para simplificar la Figura 13, los datos de imagen comprimidos se muestran sin diferenciación entre datos de imagen con compresión intratrama Da y datos de imagen con compresión intertrama Db.
Como se ha indicado anteriormente, los datos de imagen comprimidos D comprenden la cabecera H que contiene datos comunes a las respectivas tramas, situada al principio de los datos D y los siguientes datos de trama codificados P.
La cabecera H se compone de una señal sincrónica Hsd, datos comunes a las respectivas tramas Hcd, un indicador Hfd relativo a la idoneidad para la reproducción independiente y datos de alineación Had para alinear estos datos.
Los datos de imagen comprimidos correspondientes a una imagen en movimiento contienen, pues, la información (indicador) que indica si los datos de trama codificados correspondientes a todas las tramas pueden reproducirse o no de forma independiente. Cuando los datos de trama codificados correspondientes a todas las tramas de una imagen en movimiento pueden reproducirse de forma independiente, el indicador tiene un valor que indica que los correspondientes datos de imagen comprimidos son muy adecuados para su utilización en la reproducción independiente, mientras que cuando una imagen en movimiento contiene pocos datos de trama codificados que pueden reproducirse de forma independiente, el indicador tiene un valor que indica que los correspondientes datos de imagen comprimidos son menos adecuados para su utilización en la reproducción independiente.
El indicador está contenido en la cabecera H que incluye datos comunes (datos comunes a las respectivas tramas) al principio de los datos de imagen comprimidos.
A continuación, se describirán ejemplos del alineamiento de datos en la cabecera de los datos de imagen comprimidos, en relación con las Tablas 1-3 proporcionadas más adelante. Los datos mostrados en las Tablas 1-3 se alinean en la cabecera de forma ininterrumpida y por orden de transmisión.
Al principio de la cabecera, se halla una señal sincrónica 902 que indica el inicio de la imagen en movimiento, representada como un código de longitud fija único (de 32 bits). Después de la señal sincrónica 902, existen diversos tipos de datos comunes 903 a 913 a las respectivas tramas. De los datos comunes 903 a 913, los datos 910 están representados por un código de longitud variable y los datos 903 a 909 y 911 a 913 están representados por un código que tiene una pluralidad de longitudes en bits fijas.
Tras estos datos comunes 903 a 913, se halla un indicador 914 relativo a la idoneidad para la reproducción independiente y datos de alineación 915.
El indicador 914 indica si los datos de trama codificados de las tramas pueden reproducirse o no de forma aleatoria e independiente. El valor "1" del indicador indica que todos los datos de trama codificados de los correspondientes datos de imagen comprimidos de la imagen en movimiento pueden reproducirse de forma independiente, mientras que el valor "0" indica que la mayor parte de los datos de trama codificados de los correspondientes datos de imagen comprimidos no pueden reproducirse de forma independiente. Los datos de alineación 915 se utilizan para alinear la señal sincrónica 902 a través del indicador 914.
Después de los datos de alineación 915, se hallan los datos 916 y 917 relativos a los datos de trama codificados obtenidos mediante la codificación de datos de imagen correspondientes a las respectivas tramas de la imagen en movimiento. En realidad, los datos 916 y 917 incluyen datos específicos como, por ejemplo, coeficientes DCT o etapas de cuantificación según la norma MPEG 1, 2 y 4, aunque éstos se muestran como un grupo de datos en el ejemplo ilustrado.
Debe recordarse que la cabecera que contiene dichos datos comunes está situada al principio de los datos de imagen comprimidos de una imagen en movimiento. Si los datos de imagen con compresión intertrama, que incluyen datos de trama codificados que no pueden reproducirse de forma independiente, incluyen algunos datos de trama codificados que pueden reproducirse de forma independiente (datos de trama codificados correspondientes a la imagen I) y se introducen con regularidad, se obtiene efectividad introduciendo datos comunes que contienen un indicador relativo a la posibilidad de reproducción independiente, en vez de un indicador relativo a la idoneidad para la reproducción independiente. El primero de éstos indica si los correspondientes datos de trama codificados pueden reproducirse o no de forma independiente sin tomar como referencia otros datos de trama.
En el procedimiento de reproducción de avance rápido aplicado a los datos de imagen con compresión intertrama en los que se introducen con regularidad dichos datos comunes, se decodifican de forma selectiva los datos de trama codificados que pueden reproducirse de forma independiente correspondientes a la imagen I.
TABLA 1
1
TABLA 2
2
TABLA 3
3
Cuando se aplica el procedimiento de reproducción de avance rápido o el procedimiento de reproducción de rebobinado rápido a los datos de imagen comprimidos de la imagen en movimiento, se seleccionan de forma aleatoria datos de trama codificados de los datos de imagen comprimidos y luego se decodifican, siendo pues necesario decidir con rapidez si los datos de imagen comprimidos son adecuados o no para su utilización en el procedimiento de reproducción de avance rápido o si los datos de trama codificados de los datos de imagen comprimidos pueden reproducirse o no de forma independiente.
No obstante, decidir con rapidez la idoneidad para la reproducción independiente y la posibilidad de reproducción independiente a partir de las cabeceras añadidas a los datos de imagen comprimidos convencionales y los datos de trama codificados resulta imposible.
Para decidir si los datos de imagen comprimidos son adecuados o no para su utilización en la reproducción independiente, se extrae y analiza el indicador (datos 914 mostrados en las Tablas 1-3) de la cabecera que contiene los datos comunes.
Para comprobar si el valor del indicador 914 de la cabecera es "1", es necesario que todos los datos comunes 903 a 913 situados antes del indicador 914 sean extraídos y luego analizados sintácticamente antes de que el indicador 914 sea analizado. Por ejemplo, hasta que no se ha comprobado que el valor de los datos comunes 903a es "1", es imposible decidir si los datos comunes 903b y 903c están presentes.
En la cabecera añadida a los datos de imagen comprimidos convencionales, diversos datos como, por ejemplo, la señal sincrónica 902 que indica el inicio de la imagen en movimiento y los datos comunes 903 a 913 para los datos de trama codificados, se sitúan antes del indicador que indica si los datos de imagen comprimidos son adecuados o no para su utilización en la reproducción independiente. Muchos de estos datos comunes a menudo sirven de conmutador o similar. Esto significa que el siguiente procesamiento de datos depende del valor de dichos datos comunes.
Por la razón indicada, entre el inicio del análisis de datos de la cabecera y el inicio del análisis del indicador de idoneidad de reproducción independiente transcurre mucho tiempo.
La solicitud de patente europea EP 0 695 098 se refiere a un dispositivo de control para datos codificados. El codificador que se describe en esta solicitud es capaz de proporcionar un indicador que marca el inicio de la primera cabecera, indicadores que marcan el inicio y el fin de los datos de vídeo codificados de una trama clave (trama I o trama P) e indicadores que marcan el inicio y el fin de los datos de audio codificados correspondientes a la trama clave. Por este motivo, no es necesario que la parte de procesamiento de datos detecte la cabecera.
La presente invención pretende resolver el problema, siendo uno de los objetivos de ésta proporcionar un procedimiento de procesamiento de imágenes que comprenda un procedimiento de codificación para generar datos de imagen comprimidos con una estructura de datos que permita decidir con rapidez si los datos de imagen comprimidos correspondientes a una imagen en movimiento y los datos de trama codificados son adecuados o no para su utilización en la reproducción independiente y si pueden reproducirse o no de forma independiente a partir de las cabeceras añadidas a estos datos, y un procedimiento de decodificación que esté adaptado de algún modo para el procedimiento de codificación.
Otro de los objetivos de la presente invención es proporcionar medios de almacenamiento de datos que contengan un programa de procesamiento de imágenes para hacer que un ordenador lleve a cabo el procedimiento de codificación y el procedimiento de decodificación.
El objetivo anterior se resuelve según la presente invención mediante un procedimiento de procesamiento de datos de imagen según la reivindicación 1, y una estructura de datos de imagen según la reivindicación 2.
Breve descripción de los dibujos
Las Figuras 1 son diagramas que muestran las estructuras de datos de señales imagen según una primera forma de realización, en las que la Figura 1(a) muestra una cabecera de secuencia, la Figura 1(b) muestra datos de imagen comprimidos con una estructura de datos que es adecuada para su utilización en la reproducción independiente y la Figura 1(c) muestra datos de imagen comprimidos con una estructura de datos de alta eficacia de compresión.
La Figura 2 es un diagrama de flujo en el que se describe el procedimiento de codificación de imágenes llevado a cabo mediante un procedimiento de procesamiento de imágenes de la primera forma de realización.
La Figura 3 es un diagrama de bloques que muestra la estructura de un aparato de procesamiento de imágenes que lleva a cabo el procedimiento de codificación de imágenes de la primera forma de realización.
La Figura 4 es un diagrama que muestra una estructura de datos de imagen comprimidos que difiere de la de los datos de imagen comprimidos de la primera forma de realización.
Las Figuras 5 son diagramas que muestran las estructuras de los datos de imagen comprimidos según la modificación de la primera forma de realización, en las que la Figura 5(a) muestra una estructura de datos de imagen comprimidos que es adecuada para su utilización en la reproducción independiente y la Figura 5(b) muestra una estructura de datos de imagen comprimidos de alta eficacia de compresión que es adecuada para su utilización en la reproducción independiente.
La Figura 6 es un diagrama de flujo en el que se ilustra el procedimiento de codificación de imágenes llevado a cabo mediante el procedimiento de procesamiento de imágenes según la modificación de la primera forma de realización.
La Figura 7 es un diagrama de flujo en el que se ilustra el procedimiento de decodificación de imágenes según el procedimiento de procesamiento de imágenes según la segunda forma de realización de la presente invención.
La Figura 8 es un diagrama de bloques en el que se muestra un aparato de procesamiento de imágenes que lleva a cabo el procedimiento de decodificación de la segunda forma de realización.
Las Figuras 9 son diagramas que muestran medios de almacenamiento de datos (Figura 9(a) y Figura 9(b)) que contienen programas que hacen que el sistema informático efectúe el procedimiento de codificación y el procedimiento de decodificación de cada forma de realización y la Figura 9(c) es un diagrama que muestra el sistema informático.
Las Figuras 10 son diagramas que muestran las estructuras de datos de las señales imagen codificadas convencionales (datos comprimidos), en las que la Figura 10(a) muestra datos de imagen comprimidos correspondientes a una imagen en movimiento, la Figura 10(b) muestra datos de imagen comprimidos que son adecuados para su utilización en la reproducción independiente y la Figura 10(c) muestra datos de imagen comprimidos de alta eficacia de compresión.
La Figura 11 es un diagrama en el que se ilustran los problemas asociados a las estructuras de datos de las señales imagen codificadas convencionales, en las que la Figura 11(a) muestra datos de imagen comprimidos que son adecuados para su utilización en la reproducción independiente, la Figura 11(b) muestra datos de imagen comprimidos de alta eficacia de compresión y la Figura 11(c) muestra datos de imagen comprimidos de alta eficacia de compresión que son adecuados para su utilización en la reproducción independiente.
La Figura 12 es un diagrama conceptual en el que se ilustran los medios de almacenamiento de datos que contienen datos de imagen comprimidos correspondientes a diversos tipos de imágenes en movimiento.
La Figura 13 es un diagrama que muestra una cabecera de secuencia incluida en los datos de imagen comprimidos convencionales.
Mejor modo de llevar a cabo la invención
A continuación, se describirán las formas de realización preferidas de la presente invención.
Forma de realización 1
Un procedimiento de transmisión de imágenes de la primera forma de realización es capaz de transmitir datos de imagen comprimidos obtenidos efectuando la codificación de compresión de los datos de imagen digitales (datos de imagen en movimiento) correspondientes a una imagen en movimiento que comprende una pluralidad de tramas.
Supongamos que los datos de imagen digitales utilizados en esta forma de realización son datos representados como una señal imagen digital que comprende una señal de luminancia y una señal de crominancia. Asimismo, la señal imagen digital puede ser una señal imagen correspondiente a una imagen de un espacio de imagen convencional (imagen de pantalla) de forma rectangular o puede ser una señal imagen correspondiente a una zona objeto (VOP: plano de objeto de vídeo) que incluye un objeto (una imagen de forma arbitraria) de la imagen de pantalla.
Las Figuras 1 son diagramas que muestran las estructuras de datos de las señales imagen según la primera forma de realización, en las que la Figura 1(a) muestra la estructura de datos de la cabecera de los datos de imagen comprimidos.
Los datos de imagen comprimidos Dv comprenden datos de trama codificados Dp de las respectivas tramas y una cabecera Hv añadida antes de los datos de trama codificados Dp que indica el atributo de los datos Dp.
Los datos de trama codificados Dp se obtienen tras efectuar la codificación de compresión de los datos de imagen correspondientes a las respectivas tramas de una imagen en movimiento. La cabecera Hv comprende una señal sincrónica Hsd que indica el principio de los datos de imagen comprimidos Dv, un indicador de identificación (indicador RA) Hfd que indica si los datos de imagen comprimidos Dv son adecuados o no para su utilización en la reproducción aleatoria, datos Hcd (datos comunes) que son comunes a las respectivas tramas y datos de alineación Had para alinear la señal sincrónica Hsd, el indicador de identificación Hfd y los datos comunes Hcd. En la reproducción aleatoria, los datos de trama codificados correspondientes a tramas arbitrarias se seleccionan y reproducen de forma aleatoria.
Como se ha descrito en la técnica anterior, el procedimiento de codificación de compresión incluye dos tipos de procesamiento, en concreto, el procedimiento de codificación intratrama y el procedimiento de codificación intertrama.
En cuanto a la Figura 1(b), los primeros datos de imagen comprimidos Dva se obtienen aplicando el procedimiento de codificación intratrama a los datos de trama P(1) a P(n) (véase la Figura 10(a)) correspondientes a todas las tramas de los datos de imagen en movimiento D y son adecuados para su utilización en la reproducción aleatoria. Por consiguiente, el valor del indicador de identificación Hfd de la cabecera Hva de los primeros datos de imagen comprimidos Dva es "1", lo que indica que los datos de imagen comprimidos Dva son adecuados para su utilización en la reproducción aleatoria.
En cuanto a la Figura 1(c), los segundos datos de imagen comprimidos Dvb se obtienen aplicando el procedimiento de codificación intratrama a los datos de trama P(1) correspondientes a una trama situada al principio de los datos de imagen en movimiento D y aplicando el procedimiento de codificación intertrama a los siguientes datos de trama P(2) a P(n), y son menos adecuados para su utilización en la reproducción aleatoria. Por consiguiente, el valor del indicador de identificación Hfd0 de la cabecera Hvb de los segundos datos de imagen comprimidos Dvb es "0", lo que indica que los datos de imagen comprimidos Dvb son menos adecuados para su utilización en la reproducción aleatoria.
En el procedimiento de transmisión de la primera forma de realización, en primer lugar se transmite la cabecera que incluye los datos comunes y luego se transmiten en secuencia los datos de trama comprimidos de las respectivas tramas. Cuando se transmite la cabecera Hv, la señal sincrónica Hsd, el indicador de identificación Hfd, los datos comunes Hcd y los datos de alineación Had, la transmisión tiene lugar en el orden indicado.
A continuación, se describirá el procedimiento de procesamiento de imágenes de la primera forma de realización.
En este procedimiento de procesamiento de imágenes, se lleva a cabo la codificación de compresión de los datos de imagen digitales D (véase la Figura 10(a)) para generar primeros datos de imagen comprimidos Dva o bien segundos datos de imagen comprimidos Dvb como datos de imagen comprimidos Dv.
La Figura 2 es un diagrama que ilustra el procedimiento de procesamiento de imágenes de la primera forma de realización y muestra el flujo del procedimiento de codificación según el procedimiento de procesamiento.
Tras el inicio (etapa 101) del procedimiento de codificación, se genera (etapa 102) la señal sincrónica de secuencia Hsd que indica el principio de los datos de imagen comprimidos Dv. La señal sincrónica Hsd está representada por un único código (de 32 bits).
A continuación, se genera un código del indicador de identificación Hfd (etapa 103). El indicador Hfd indica si se efectúa o no la codificación de compresión de todas las tramas de la imagen en movimiento digital sin tomar como referencia cualquier trama que no sea la trama de destino que se va a procesar. El valor del indicador Hfd es "1" si se efectúa la codificación de compresión de todas las tramas sin tomar como referencia otra trama, y el valor es "0" en caso contrario.
En la etapa siguiente (etapa 104), se genera el código de los datos comunes necesarios para reproducir los datos de imagen comprimidos Dv en la zona de reproducción, así como el código de los datos de alineación y otros.
La codificación de compresión de los datos (datos de trama) correspondientes a las respectivas tramas se lleva a cabo en secuencia.
Para concretar, cuando se introducen los datos de trama P(1) correspondientes a la primera trama (etapa 105), se lleva a cabo la codificación de compresión de los datos de trama para generar datos de trama codificados Dp según el valor del indicador de identificación Hfd (etapa 106).
A continuación, se describirá brevemente la etapa 106.
Cuando el valor del indicador de identificación Hfd es "1", se efectúa la codificación intratrama de todos los datos de trama P(1) a P(n).
Para concretar, los datos de imagen de cada trama se dividen en una pluralidad de macrobloques (espacios de imagen) cada uno de los cuales se compone de (16 x 16) píxeles por trama. Además, los datos de imagen de cada macrobloque se dividen en subbloques que corresponden respectivamente a los espacios de imagen compuestos de (8 x 8) píxeles cada uno. Los datos de imagen de cada subbloque se someten al procedimiento de DCT para que los subbloques se transformen en coeficientes DCT, y éstos se cuantifican para generar coeficientes de cuantificación que se convierten en un código de longitud variable.
Los macrobloques que componen una trama son, pues, procesados y se obtienen los datos de trama codificados.
Por otra parte, cuando el valor del indicador de identificación Hfd es "0", se efectúa la codificación intratrama de los datos P(1) y la codificación intertrama de los otros datos de trama P(2) a P(n).
El procedimiento de codificación intertrama se describirá a continuación de forma breve.
En un principio, se detecta un macrobloque de predicción mediante un procedimiento para detectar el movimiento de una imagen de una trama como, por ejemplo, el de "concordancia de bloques". Se detecta una zona compuesta de (16 x 16) píxeles con errores mínimos entre los valores de píxel de la misma y los de un macrobloque de destino que se va a codificar como macrobloque de predicción, en los datos de imagen correspondientes a una trama codificada que temporalmente está junto a una trama que se va a codificar.
A continuación, los datos de imagen del macrobloque de predicción se restan de los datos de imagen del macrobloque de destino para generar datos de diferencia del macrobloque de destino, que se dividen en señales de diferencia que corresponden, respectivamente, a subbloques compuestos de (8 x 8) píxeles cada uno. Entonces, las señales de diferencia se someten al procedimiento de DCT para que cada subbloque genere los coeficientes DCT, que se cuantifican para que cada subbloque genere los coeficientes de cuantificación, que se convierten en un código de longitud variable.
Los macrobloques que componen una trama son procesados de esta forma, obteniéndose datos de trama codificados.
Tras la etapa 106, se decide si los datos de trama de entrada son o no los de la última trama (etapa 107). Cuando se decide que los datos de trama de entrada no son los de la última trama, se repite la etapa 106, y en caso contrario, el procedimiento de codificación finaliza (etapa 108).
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El procedimiento de codificación se efectúa, por lo tanto, para generar los datos de imagen comprimidos Dva mostrados en la Figura 1(b) que son adecuados para la reproducción aleatoria, o bien los datos de imagen comprimidos mostrados en la Figura 1(c) que son menos adecuados para la reproducción aleatoria.
Los datos de imagen comprimidos se transmiten a una zona de decodificación por medio de una línea de comunicación o se almacenan en los medios de almacenamiento y luego se proporcionan a la misma.
Las tablas 4, 5 y 6 siguientes muestran un ejemplo de la estructura de los datos de imagen comprimidos generados de esta forma, en particular, de la alineación de los datos de la cabecera. Estas tablas muestran la estructura de los datos de imagen comprimidos Dv mostrados en la Figura 11(a). Es decir, estas tablas no establecen ninguna diferencia entre los datos de imagen comprimidos Dva de la Figura 1(b) y los datos de imagen comprimidos Dvb de la Figura 1(c).
TABLA 4
4
TABLA 5
5
TABLA 6
6
Los datos enumerados en las tablas 4-6 se alinean de forma continuada por orden de transmisión.
Al principio de la cabecera, se halla una señal sincrónica 802 que indica el inicio de la imagen en movimiento. La señal sincrónica 802 está representada por un código de longitud fija (de 32 bits). Después de la señal sincrónica 802, se hallan los datos 814 correspondientes a un indicador de identificación de 1 bit Hfd y, a continuación, los datos 814 (datos comunes) 803 a 813 que son comunes a las respectivas tramas. De los datos comunes 803 a 813, los datos 803 a 809 y 811 a 813 están representados cada uno por un código que tiene una pluralidad de longitudes en bits fijas y los datos 810 están representados por un código de longitud variable. Después de los datos comunes 803 a 813, se hallan los datos de alineación 815, que alinean la señal sincrónica 802, el código de indicador de identificación 814 y los datos comunes 803-813.
Después de los datos de alineación 815, se hallan los datos 816 y 817 relativos a los datos de trama codificados obtenidos al aplicar el procedimiento de codificación intratrama o el procedimiento de codificación intertrama a las tramas de la imagen en movimiento. En realidad, los datos 816 y 817 incluyen coeficientes DCT o etapas de cuantificación según la norma MPEG 1, 2 y 4, aunque éstos se muestran como un grupo de datos en el ejemplo ilustrado.
Aunque los datos 814 correspondientes al indicador de identificación Hfd están situados justo después de la señal sincrónica de secuencia (datos 802), éstos pueden estar situados después de los datos 803 (a N bits de distancia de los datos 802). Preferentemente, los datos 814 se sitúan antes de los datos de código de longitud fija con una condición de decisión o datos de código de longitud variable. En ambos casos, es deseable colocar los datos 814 cerca del principio de los datos comunes.
A continuación, se describirá un aparato de procesamiento de imágenes (aparato de codificación de imágenes) que lleva a cabo el procedimiento de codificación de compresión según el procedimiento de procesamiento de imágenes de la primera forma de realización.
La Figura 3 es un diagrama de bloques que muestra el aparato de codificación de imágenes de la primera forma de realización.
El aparato de codificación de imágenes 100a está adaptado para llevar a cabo la codificación de compresión de datos de imagen digitales (datos de imagen en movimiento) correspondientes a una imagen en movimiento que comprende una pluralidad de tramas para generar datos de imagen comprimidos.
El aparato de codificación de imágenes 100a incluye un generador de datos de predicción 406 para generar datos de trama de predicción 420 de los datos de trama de destino correspondientes a una trama que se va a procesar, basándose en los datos de trama de destino, y un sumador 402 para proporcionar datos de trama de diferencia como un valor de la diferencia entre los datos de trama de destino 416 y los datos de trama de predicción 420.
El aparato de codificación de imágenes 100a incluye además un compresor de datos 403 para comprimir los datos de salida 421 del sumador y generar datos comprimidos 423, y un codificador de longitud variable 414 para llevar a cabo la codificación de longitud variable de los datos comprimidos 423 proporcionados por el compresor de datos 403. El compresor de datos 403 comprende una unidad de DCT 404 para aplicar el procedimiento de DCT a los datos de salida 421 del sumador 402, y un cuantificador 405 para cuantificar los datos de salida 422 de la unidad de DCT 404 y generar los datos comprimidos 423.
En el aparato de codificación de imágenes 100a, los datos de imagen en movimiento 416 se introducen en un primer terminal de entrada 401 y se proporcionan al generador de datos de predicción 406 a través de un primer conmutador 434a, mientras que los datos de trama de predicción 420 se proporcionan al sumador 402 a través de un segundo conmutador 434b. Los datos comprimidos 423 proporcionados por el compresor de datos 403 se pasan al generador de datos de predicción 406 a través de un tercer conmutador 434c, y la información de movimiento (vector de movimiento) 418 generada por el generador de datos de predicción 406 se pasa al codificador de longitud variable 414 a través de un cuarto conmutador 434d.
El aparato de codificación de imágenes 100a incluye además un controlador 433 para generar información de cabecera 436 que incluye datos comunes a las respectivas tramas basándose en los datos de imagen digitales, proporcionar la información de cabecera 436 al codificador de longitud variable 414 y controlar la activación y la desactivación de los conmutadores 434a a 434d, utilizando las respectivas señales de control 437a a 437d. Una señal de control 435 introducida desde el exterior contiene el indicador de identificación Hfd que indica si los datos de imagen comprimidos son adecuados o no para su utilización en la reproducción aleatoria, en la que se seleccionan y reproducen los datos de trama comprimidos correspondientes a una trama arbitraria.
El codificador de longitud variable 414 se utiliza para llevar a cabo la codificación de longitud variable de la información de cabecera 436, la información de movimiento 418 y los datos comprimidos 423, y para transmitir un tren de bits 431 como datos de imagen comprimidos Dv a un terminal de salida 415. El codificador de longitud variable 414 proporciona la cabecera Hv según la información de cabecera 413. En la cabecera Hv, los códigos comprendidos entre el código inicial y el código situado justo antes del código de indicador de identificación tienen una longitud fija.
A continuación, se describirá cómo está construido el generador de datos de predicción 406.
El generador de datos de predicción 406 incluye un descompresor de datos 407 que recibe los datos comprimidos 423 desde el compresor de datos 403 a través del tercer conmutador 434c, descomprime los datos comprimidos 423 y genera datos descomprimidos 426, y un segundo sumador 409 que suma los datos descomprimidos 426 a los datos de trama de predicción 420 y genera datos reproducidos 427. El descompresor de datos 407 comprende un cuantificador inverso 407a que efectúa la cuantificación inversa de los datos comprimidos 423 y una unidad de IDCT (transformada inversa discreta del coseno) 407b que somete los datos de salida 425 del cuantificador inverso 407a a un procedimiento de IDCT, transformando los datos del dominio de la frecuencia en datos del dominio del espacio, y genera los datos descomprimidos 426.
El generador de datos de predicción 406 incluye además una memoria de trama 410 que contiene una salida (datos reproducidos) 427 del segundo sumador 409 como datos de imagen de referencia para una trama que se va a procesar a continuación. La memoria de trama 410 se utiliza para generar datos según una señal de dirección de lectura 428 introducida desde el exterior.
El generador de datos de predicción 406 incluye asimismo un detector de movimiento 411 que obtiene un vector de movimiento MV del bloque de destino de la trama que se está procesando, basándose en los datos de imagen digitales introducidos 416, y que proporciona el vector de movimiento MV, un generador de direcciones 412 que genera la señal de dirección de lectura 428 de la memoria de trama 410 según el vector de movimiento MV 418 del detector de movimiento 411 y una unidad de lectura de señales de predicción 413 que lee los datos de un área de la memoria de trama 410 indicada en la señal de dirección de lectura 428 y que genera los datos de trama de predicción 420.
A continuación, se describirá el funcionamiento.
Los datos de imagen digitales se introducen en el primer terminal de entrada 401, mientras que la información del indicador de identificación Hfd (información de indicador) 435 se introduce en el segundo terminal de entrada 432. Según la información de indicador 435, el controlador 432 genera las señales de control 437a a 437d, de conformidad con las cuales se llevará a cabo el control de activación y desactivación de los respectivos conmutadores 434a a 434d. Las señales de control 437a a 437d son las mismas señales.
Cuando el indicador de identificación Hfd indica que los datos de imagen comprimidos Dv son adecuados para su utilización en la reproducción aleatoria, es decir, cuando su valor es "1", los conmutadores 434a a 434d se desactivan según las respectivas señales de control 437a a 437d del controlador 433. Por esta razón, los datos de trama correspondientes a todas las tramas de la imagen digital de entrada se someten a codificación intratrama.
Los datos de imagen digitales pasan del sumador 402 al compresor de datos 403, que aplica el procedimiento de compresión de datos (procedimiento de DCT y procedimiento de cuantificación) a los datos de imagen digitales según la norma MPEG. Los datos comprimidos (coeficientes de cuantificación) 423 obtenidos del compresor de datos 403 se transforman en el código de longitud variable mediante el codificador de longitud variable 414. De esta forma, se generan los datos de trama codificados Pa(1) a Pa(n) correspondientes a las respectivas tramas. Entonces, el codificador de longitud variable 414 transforma la señal sincrónica de secuencia (señal sincrónica) Hsd, el indicador de identificación (el valor = 1), los datos comunes Hcd y los datos de alineación Had en los correspondientes códigos, para crear la cabecera Hva. Con la cabecera Hva creada, se puede transmitir la señal sincrónica Hsd, el indicador de identificación Hfd1, los datos comunes Hcd y los datos de alineación Had en el orden citado.
La cabecera Hva se añade a los datos de trama codificados Pa(1) a Pa(n) y los datos de imagen comprimidos resultantes Dva se obtienen desde el codificador de longitud variable 414.
Por otra parte, cuando el indicador de identificación Hfd indica que los datos de imagen comprimidos Dv son menos adecuados para su utilización en la reproducción aleatoria, es decir, que su valor es "0", se controla la activación y la desactivación de los conmutadores 434a a 434d según las respectivas señales de control 437a a 437d del controlador 433. Debido a esto, por ejemplo, los datos de trama codificados P(1) correspondientes a una primera trama se someten a codificación intratrama y los otros datos de trama P(2) a P(n) correspondientes a las siguientes tramas se someten a codificación intertrama.
Puesto que el procedimiento de codificación intratrama ya se ha descrito, a continuación se describirá el procedimiento de codificación intertrama.
Cuando los conmutadores 434a a 434d se desactivan según las señales de control 437a a 437d del controlador 433, se lleva a cabo la codificación intertrama de los datos de imagen digitales de entrada.
El generador de datos de predicción 406 genera datos de predicción 420 para la trama que se va a procesar basándose en los datos de trama codificados. El primer sumador 402 resta los datos de trama de predicción 420 de los datos de trama 416 correspondientes a la trama que se va a procesar para generar datos de trama de diferencia 421. En el compresor de datos 403, la unidad de DCT 404 transforma los datos de trama de diferencia 421 en datos del dominio de la frecuencia 422 y, además, el cuantificador 405 cuantifica los datos 422 para generar los coeficientes de cuantificación. Los datos comprimidos resultantes 423 se transmiten al codificador de longitud variable 414.
El codificador de longitud variable 414 transforma los datos comprimidos (coeficientes de cuantificación) 423 en códigos de longitud variable para generar los datos de trama codificados Pb(2) a Pb(n).
Los datos comprimidos 423 también se introducen en el generador de datos de predicción 406 a través del tercer conmutador 434c. En el descompresor de datos 407, el cuantificador inverso 407a efectúa la cuantificación inversa de los datos comprimidos 423 para generar datos del dominio de la frecuencia 425, y la unidad de IDCT inversa 407b transforma los datos 425 en datos 426 del dominio del espacio y proporciona los datos restaurados.
El segundo sumador 409 suma los datos restaurados 426 a los datos de predicción 420 y genera datos reproducidos 427, que se almacenan en la memoria de trama 410 como datos de referencia utilizados para codificar una trama posterior.
El detector de movimiento 411 detecta la información de movimiento de la imagen entre las tramas mediante concordancia de bloques o un procedimiento parecido, partiendo de los datos de imagen digitales de entrada 416, y transmite el vector de movimiento 418 al generador de direcciones 412. El generador de direcciones 412 genera la señal de dirección 428 para indicar un área de la memoria de trama 410 según el vector de movimiento 418. La unidad de lectura de señales de predicción 413 lee los datos del área de la memoria de trama 410 especificada por la señal de dirección 428 como datos de predicción 420 y proporciona los datos de predicción 420 al sumador 402.
El vector de movimiento 418 se envía al codificador de longitud variable 414 a través del cuarto conmutador 434d, donde será transformado en un código de longitud variable.
De esta forma, se obtienen los datos de trama codificados Pb(1) a Pb(n). Entonces, el codificador de longitud variable 414 transforma la señal sincrónica de secuencia (señal sincrónica Hsd), el indicador de identificación Hfd2 (valor = 0), los datos comunes Hcd, los datos de alineación Had y otros en los correspondientes códigos para crear la cabecera Hvb. Con la cabecera Hvb creada, se puede transmitir la señal sincrónica Hsd, el indicador de identificación Hfd2, los datos comunes Hcd y los datos de alineación Had en el orden citado.
La cabecera Hvb se añade a los datos de trama codificados Pb(1) a Pb(n) y los datos de imagen comprimidos Dvb resultantes se obtienen desde el codificador de longitud variable 414.
Por lo tanto, según la primera forma de realización, cuando se efectúa la codificación de compresión de los datos de imagen digitales correspondientes a una imagen en movimiento para generar datos de imagen comprimidos, el indicador de identificación que indica si los datos de imagen comprimidos son adecuados o no para su utilización en la reproducción aleatoria (independiente) se añaden justo después de la señal sincrónica Hsd colocada al principio de la cabecera. Por consiguiente, es posible analizar con rapidez el indicador de identificación cuando se analiza la cabecera añadida a los datos de imagen comprimidos correspondientes a una imagen y, por lo tanto, decidir en poco tiempo si los datos de imagen comprimidos son adecuados o no para su utilización en la reproducción aleatoria.
Aunque en la primera forma de realización, el indicador de identificación se coloca justo después de la señal sincrónica Hsd en la cabecera Hv de los datos de imagen comprimidos Dv, la estructura de la cabecera no se limita a ésta.
Por ejemplo, como en la cabecera Hvm mostrada en la Figura 4, la señal sincrónica Hsd, los primeros datos comunes Hcd1 representados como un código de longitud fija, el indicador de identificación Hfd, los segundos datos comunes Hcd2 representados como un código de longitud variable y los datos de alineación Had pueden estar alineados en el orden citado.
Modificación de la primera forma de realización
Las Figuras 5 y 6 son diagramas que ilustran un procedimiento de transmisión de imágenes y un procedimiento de procesamiento de imágenes, respectivamente, según la modificación de la primera forma de realización.
En la Figura 5(a), se muestran los primeros datos de imagen comprimidos Dvc adecuados para utilizar en la reproducción aleatoria, y en la Figura 5(b), se muestran los segundos datos de imagen comprimidos Dvd menos adecuados para utilizar en la reproducción aleatoria.
Los primeros datos de imagen comprimidos Dvc se obtienen tras aplicar el procedimiento de codificación intratrama a los datos de trama P(1) a P(n) (véase la Figura 10(a)) de las respectivas tramas de los datos de imagen en movimiento D. En los datos de imagen comprimidos Dvc, se añaden las cabeceras de trama (VLO) Hvc(1) a Hvc(n) antes de los respectivos datos de trama codificados Pa(1) a Pa(n). Cada una de las cabeceras Hvc(1) a Hvc(n) contiene un indicador Hfd1 que indica si cada uno de los correspondientes datos de trama codificados Pa(1) a Pa(n) pueden reproducirse o no de forma independiente (aleatoria).
Puesto que los datos de trama codificados Pa(1) a Pa(n) se obtienen mediante el procedimiento de codificación intratrama, el valor del indicador Hfd1 de cada una de las cabeceras Hvc(1) a Hvc(n) es "1", lo que indica que los correspondientes datos de trama codificados pueden reproducirse de forma aleatoria.
En cada una de las cabeceras Hvc(1) a Hvc(n), como en la cabecera Hv incluida en los primeros datos de imagen comprimidos Dv mostrada en la Figura 1, la señal sincrónica Hsd, el indicador Hfd1, los datos comunes Hdc y los datos de alineación Had se alinean en el orden citado. Como en la primera forma de realización, la cabecera que incluye el indicador de identificación Hfd que indica que los datos de imagen comprimidos Dvc son adecuados para su utilización en la reproducción aleatoria se añade a los datos de imagen comprimidos Dvc, aunque esto no se muestra.
Los segundos datos de imagen comprimidos Dvd se obtienen tras aplicar el procedimiento de codificación intratrama a los datos de trama correspondientes a tramas concretas de los datos de imagen en movimiento D y tras aplicar el procedimiento de codificación intertrama a las otras tramas.
Asimismo en los datos de imagen comprimidos Dvd, como en los datos de imagen comprimidos Dvc, las cabeceras de trama (VOL) Hvd(1), ..., Hvd(r), ..., Hvd(n) se añaden antes de los respectivos datos de trama codificados Pd(1), ..., Pd(r), ..., Pd(n). Cada una de las cabeceras de trama (VOL) Hvd(1), ..., Hvd(r), ..., Hvd(n) contiene un indicador Hfd1 o un indicador Hfd0 que indica si cada uno de los correspondientes datos de trama codificados Pd(1), ..., Pd(r), ..., Pd(n) puede reproducirse o no de forma aleatoria.
Puesto que los datos de trama codificados Pd(1) y Pd(r) se obtienen mediante el procedimiento de codificación intratrama, el valor del indicador Hfd1 de cada una de las cabeceras Hvd(1) y Hvd(r) es "1", lo que indica que cada uno de los datos de trama codificados Pd(1) y Pd(r) puede reproducirse de forma aleatoria. Por otra parte, los datos de trama codificados Pd(2), Pd(3), Pd(4), ..., Pd(n-1), Pd(n) se obtienen mediante el procedimiento de codificación intertrama y el valor del indicador Hfd0 de cada una de las cabeceras Hvd(2), Hvd(3), Hvd(4), ..., Hvd(n-1), Hvd(n) es "0", lo que indica que ninguno de los datos de trama codificados Pd(2), Pd(3), Pd(4), ..., Pd(n-1), Pd(n) puede reproducirse de forma aleatoria.
En cada una de las cabeceras Hvd(1), ..., Hvd(r), ..., Hvd(n), como en la cabecera Hv de los datos de imagen comprimidos Dv de la primera forma de realización mostrada en la Figura 1, la señal sincrónica Hsd, el indicador Hfd1 o Hfd0, los datos comunes Hcd y los datos de alineación Had se alinean en el orden citado. Como en la primera forma de realización, la cabecera que incluye el indicador de identificación Hfd que indica que los datos de imagen comprimidos Dvd son menos adecuados para su utilización en la reproducción aleatoria, se añade a los datos de imagen comprimidos Dvd, aunque esto no se muestra.
En este primer procedimiento de transmisión de la modificación, primero se transmite la cabecera de todos los datos de imagen comprimidos y, luego, se transmiten en secuencia los datos de trama comprimidos (datos de trama codificados) de las respectivas tramas junto con las correspondientes cabeceras de trama. Cuando se transmite la cabecera de todos los datos de imagen comprimidos (o la cabecera de trama Hvc o Hvd), la señal sincrónica Hsd, el indicador de identificación Hfd (o el indicador Hfd1 o Hfd0), los datos comunes Hcd y los datos de alineación se transmiten en el orden citado.
A continuación, se describirá un procedimiento de procesamiento de imágenes según la modificación.
La Figura 6 es un diagrama que ilustra el procedimiento de procesamiento de imágenes de la modificación que constituye una ampliación del procedimiento de procesamiento de imágenes de la primera forma de realización de la Figura 2.
En este procedimiento de procesamiento de imágenes de la modificación, las etapas 105 a 107 incluidas en el procedimiento de procesamiento de la primera forma de realización de la Figura 2 son sustituidas por la etapa 205, la etapa 209, la etapa 210 y la etapa 207 mostradas en la Figura 6. Las otras etapas 201 a 204 y 208 incluidas en el procedimiento de la modificación son idénticas a las etapas 101 a 104 y 108 incluidas en el procedimiento de la primera forma de realización. Todo ello será descrito de forma detallada a continuación.
En cuanto a la Figura 6, una vez iniciado el procedimiento de codificación (etapa 201), se genera (etapa 202) la señal sincrónica de secuencia Hsd que indica el inicio de los datos de imagen comprimidos Dv. La señal sincrónica Hsd está representada por un único código (de 32 bits).
A continuación, se genera un código del indicador de identificación Hfd (etapa 203). Cuando se va a llevar a cabo la codificación de compresión de todas las tramas de la imagen en movimiento digital sin tomar como referencia otras tramas, el valor del indicador de identificación Hfd es "1", mientras que en caso contrario, el valor es "0".
En la etapa siguiente (etapa 204), se genera el código de los datos comunes necesarios para reproducir los datos de imagen comprimidos Dv en la zona de reproducción y el código de los datos de alineación.
A continuación, se lleva a cabo en secuencia la codificación de compresión (etapas 205, 209, 210 y 207) de los datos de trama de las respectivas tramas de la imagen en movimiento.
De forma detallada, luego se introducen los datos de trama (etapa 205) y se genera una señal sincrónica de trama (etapa 209). La señal sincrónica de trama es diferente de la señal sincrónica de secuencia de la etapa 202 en la medida en que está representada por un código exclusivo que indica el inicio de cada trama. A continuación, se genera un indicador que indica si los datos de trama codificados de una trama de destino pueden reproducirse o no de forma independiente (etapa 210). Según el valor del indicador de identificación Hfd y el valor del indicador que indica si los datos de trama codificados pueden reproducirse o no de forma independiente, los datos de trama codificados de entrada se someten a codificación de compresión para generar datos de trama codificados (etapa 206).
El procedimiento de codificación de la etapa 206 es idéntico al de la etapa 106 de la primera forma de realización.
Para concretar, cuando el valor del indicador de identificación Hfd es "1", se efectúa la codificación intratrama de todos los datos de trama P(1) a P(n) de los datos de imagen en movimiento D, mientras que cuando el valor del indicador Hfd es "0", según el indicador relativo a la posibilidad de reproducción independiente, se efectúa la codificación intratrama de los datos de trama especificados de la imagen en movimiento D y la codificación intertrama de los demás datos de trama.
Después de la etapa 206, se decide si los datos de trama de entrada son los de la última trama (etapa 207). Cuando se decide que los datos de trama de entrada no son los de la última trama, se repite la generación de la señal sincrónica de trama de la etapa 209, la generación del indicador relativo a la posibilidad de reproducción independiente de la etapa 210 y el procedimiento de codificación de la etapa 206; en caso contrario, se termina el procedimiento de codificación (etapa 208).
El procedimiento de codificación se lleva a cabo de esta forma para generar los datos de imagen comprimidos Dvc adecuados para su utilización en la reproducción aleatoria, mostrados en la Figura 5(a), o bien los datos de imagen comprimidos Dvd de alta eficacia de codificación que son menos adecuados para su utilización en la reproducción aleatoria, mostrados en la Figura 5(b).
Estos datos de imagen comprimidos se transmiten a la zona de decodificación por medio de la línea de comunicación o se almacenan en los medios de almacenamiento para ser proporcionados a la zona de decodificación.
Según la modificación de la primera forma de realización, además de efectuarse el procedimiento de codificación mediante el procedimiento de procesamiento de imágenes de la primera forma de realización, se añade la cabecera de trama (cabecera auxiliar) a los datos de trama codificados (datos de trama comprimidos) de cada una de las tramas de los datos de imagen comprimidos. La cabecera de trama incluye el indicador que determina si los correspondientes datos de trama codificados pueden reproducirse o no de forma independiente, y los códigos que ésta comprende entre el código inicial y el código situado justo antes del indicador tienen una longitud fija. Por consiguiente, es posible analizar con rapidez el indicador de identificación incluido en la cabecera de todos los datos de imagen comprimidos y el indicador incluido en la cabecera de trama cuando se analiza la cabecera de trama añadida a los datos de trama codificados. En esta modificación, cuando se aplica el procedimiento de reproducción de avance rápido a los datos de imagen comprimidos según el indicador incluido en la cabecera de trama, puede decidirse con rapidez si los datos de trama codificados de cada trama pueden reproducirse o no de forma independiente y, de esta forma, puede llevarse a cabo el procedimiento de reproducción rápido con preferencia.
Forma de realización 2
A continuación, se describirá un procedimiento de procesamiento de imágenes según una segunda forma de realización de la presente invención.
En este procedimiento de procesamiento de imágenes, los datos de imagen comprimidos que se obtienen tras efectuar la codificación de compresión de los datos de imagen digitales correspondientes a una imagen que comprende una pluralidad de tramas, se decodifican para proporcionar datos de imagen reproducidos correspondientes a la imagen. En esta segunda forma de realización, se parte de la premisa de que los datos de imagen comprimidos que se van a decodificar son los datos de imagen comprimidos Dv que tienen la estructura de datos mostrada en la Figura 1(a). Para concretar, los datos de imagen comprimidos Dv son los datos de imagen comprimidos Dva adecuados para utilizar en la reproducción aleatoria (Figura 1 (b)), o bien los datos de imagen comprimidos Dvb que son menos adecuados para utilizar en la reproducción aleatoria, pero que tienen una alta eficacia de codificación (Figura 1(c)).
La Figura 7 es un diagrama del procedimiento de procesamiento de imágenes según esta segunda forma de realización, en el que se ilustra el flujo del procedimiento de decodificación efectuado mediante el procedimiento de procesamiento de imágenes.
En un principio, una vez que se han introducido (etapa 301) los datos de imagen comprimidos Dv que se han codificado mediante el procedimiento de procesamiento de imágenes de la primera forma de realización (cuya estructura de datos concreta se muestra en las Tablas 4 a 6), se detecta (etapa 302) la señal sincrónica de secuencia de la cabecera añadida a los datos de imagen comprimidos Dv en el procedimiento de codificación. Esta señal sincrónica de secuencia corresponde a los datos 802 de la Tabla 4.
A continuación, según una señal de control proporcionada externamente, se decide si va a efectuarse (etapa 303) la reproducción de acceso aleatorio para la reproducción de avance rápido, la reproducción de rebobinado rápido o la modificación de imágenes. La señal de control se entra desde el exterior, por ejemplo, mediante la pulsación de un botón de avance rápido.
Cuando en la etapa 303 se decide que no se efectúa a reproducción de acceso aleatorio, los datos comunes de la cabecera (datos 803 a 815 de las Tablas 4 a 6) se analizan y preparan para la decodificación de los datos de trama codificados correspondientes a las respectivas tramas (etapa 307).
A continuación, los datos de trama codificados de las respectivas tramas se reproducen mediante un procedimiento de decodificación predeterminado (etapa 310).
En esta segunda forma de realización, para los datos de trama codificados de la trama I, los coeficientes de cuantificación correspondientes a cada subbloque se someten a cuantificación inversa y DCT inversa para reproducir los datos de imagen correspondientes a cada macrobloque, efectuándose este procedimiento con todos los macrobloques que componen la trama.
Para los datos de trama codificados de la trama P o la trama B, se efectúa la decodificación intertrama en relación con los datos reproducidos de otra trama.
Para concretar, en la decodificación intertrama, los coeficientes de cuantificación (coeficientes DCT cuantificados) de cada subbloque se someten a cuantificación inversa y DCT inversa para restaurar los datos de diferencia correspondientes a cada macrobloque. A continuación, se generan los datos de predicción para los datos de imagen correspondientes a un macrobloque de destino (el macrobloque que se va a decodificar) mediante compensación de movimiento a partir de los datos de imagen de una trama que ya se ha decodificado. Los datos de predicción y los datos de diferencia restaurados se suman para reproducir los datos de imagen del macrobloque de destino.
A continuación, se decide si los datos de trama codificados que se van a decodificar corresponden o no a la última trama de los datos de imagen comprimidos Dv (etapa 311). Cuando se decide que los datos de trama codificados no corresponden a la última trama, se repite el procedimiento de decodificación de la etapa 310. Cuando los datos de trama codificados corresponden a la última trama, la decodificación de los datos de imagen comprimidos Dv finaliza (etapa 312).
Por otra parte, cuando en la etapa 303 se decide que se va a llevar a cabo la reproducción de acceso aleatorio, en primer lugar, se decide si los datos de imagen comprimidos que se van a decodificar son adecuados o no para su utilización en la reproducción aleatoria. Es decir, se extrae (etapa 304) el indicador de identificación Hfd, que ya se ha descrito para el procedimiento de codificación. En esta segunda forma de realización, los datos 814 del indicador de identificación Hfd se colocan justo después de los datos 802 (señal sincrónica de secuencia). Por consiguiente, el indicador de identificación Hfd puede extraerse inmediatamente después de analizar la señal sincrónica de secuencia.
A continuación, se comprueba el valor del indicador de identificación Hfd para decidir si los datos de imagen comprimidos de entrada Dv son adecuados o no para su utilización en la reproducción de acceso aleatorio (reproducción independiente) (etapa 305).
Cuando el valor del indicador de identificación Hfd es "1", el indicador Hfd indica que los datos de imagen comprimidos Dv son adecuados para su utilización en la reproducción independiente, mientras que cuando el valor del indicador de identificación Hfd es "0", el indicador Hfd indica que los datos de imagen comprimidos Dv son menos adecuados para su utilización en la reproducción independiente.
Cuando en la etapa 305 se decide que el valor del indicador de identificación Hfd es "1", los datos comunes, situados después del indicador de identificación Hfd y relacionados con el procesamiento de imágenes de las respectivas tramas, se analizan (etapa 308). A continuación, los datos codificados correspondientes a las respectivas tramas se reproducen mediante decodificación (etapa 310). El procedimiento de decodificación de la etapa 310 de este caso difiere del procedimiento de decodificación efectuado cuando no se lleva a cabo el acceso aleatorio, sólo en la medida en que la decodificación intertrama no tiene lugar.
Seguidamente, se decide si los datos de trama codificados que se van a decodificar corresponden o no a la última trama de los datos de imagen comprimidos Dv (etapa 311). Cuando se decide que los datos de trama codificados no corresponden a la última trama, se repite el procedimiento de decodificación de la etapa 310. Cuando los datos de trama codificados corresponden a la última trama, la decodificación de los datos de imagen comprimidos Dv finaliza (etapa 312).
Por otra parte, cuando en la etapa 305 se decide que el valor del indicador de identificación Hfd es "0", es decir, cuando los datos de imagen comprimidos Dv son menos adecuados para su utilización en la reproducción independiente, se genera un mensaje que indica que no se llevará a cabo la reproducción independiente (etapa 306), y la decodificación de los datos de imagen comprimidos de entrada Dv finaliza (etapa 312).
Como se ha descrito anteriormente, puesto que, en el procedimiento de decodificación de imágenes según la segunda forma de realización, la cabecera de los datos de imagen comprimidos de entrada Dv tiene el indicador de identificación Hfd situado justo después de la señal sincrónica de secuencia, es posible decidir de inmediato si los datos de imagen comprimidos Dv correspondientes a una imagen en movimiento son adecuados o no para su utilización en la reproducción independiente, es decir, si todos los datos de trama codificados correspondientes a las respectivas tramas que componen la imagen en movimiento pueden reproducirse o no de forma independiente.
Aunque en esta segunda forma de realización la detección de la señal sincrónica de secuencia (etapa 302) se efectúa antes de la decisión de acceso aleatorio (etapa 303), la etapa 302 puede efectuarse después de la etapa 303.
Además, aunque en esta segunda forma de realización el indicador de identificación Hfd está situado justo después de la señal sincrónica de secuencia en la cabecera de los datos de imagen comprimidos Dv que se van a decodificar, el indicador de identificación Hfd puede estar situado después de los datos de longitud fija de N bits de la cabecera de los datos de imagen comprimidos Dv. En este caso, cuando se lleva a cabo el acceso aleatorio, el indicador de identificación Hfd se extrae sin los datos de N bits en la etapa 304, y los datos que incluyen los datos de N bits se analizan en la etapa 308.
Además, cuando el indicador de identificación Hfd está situado antes de los datos con condición de decisión (datos codificados de longitud fija) o los datos codificados de longitud variable, el indicador que determina si los datos pueden reproducirse o no de forma independiente puede extraerse de inmediato sin necesidad de decidir la condición, hecho que resulta adecuado para el acceso aleatorio. En particular, cuando el indicador de identificación Hfd está situado antes del código de longitud variable y se analizan los datos situados antes del indicador de identificación Hfd, no es necesario comparar los datos de la cabecera de entrada con los datos preparados en la tabla y, por esto, el indicador de identificación Hfd puede extraerse de inmediato.
Además, la estructura de la cabecera de todos los datos de imagen comprimidos Dv no está limitada a la descrita anteriormente, en la que el indicador de identificación está situado justo después de la señal sincrónica Hsd. Como se muestra en la Figura 5, puede proporcionarse una cabecera de trama que incluye un indicador relativo a la posibilidad de reproducción independiente a cada uno de los datos de trama codificados que componen los datos de imagen comprimidos. En este caso, puesto que existe un indicador para cada trama, basta con comprobar los datos de trama codificados correspondientes a cada trama para decidir si esta trama puede reproducirse o no de forma independiente. Asimismo, en este caso, puesto que el indicador está situado justo después de la señal sincrónica de trama en la cabecera de trama, puede decidirse en poco tiempo si los datos de trama pueden reproducirse o no de forma independiente.
A continuación, se describirá un aparato de procesamiento de imágenes (aparato de decodificación de imágenes) para llevar a cabo el procedimiento de decodificación de compresión mediante el procedimiento de procesamiento de imágenes según la segunda forma de realización.
La Figura 8 es un diagrama de bloques que ilustra el aparato de decodificación de imágenes según la segunda forma de realización.
El aparato de decodificación de imágenes 100b está adaptado para recibir datos de imagen comprimidos 511 que se obtienen efectuando la codificación de compresión de los datos de imagen digitales correspondientes a una imagen que comprende una pluralidad de tramas, y para decodificar los datos de imagen comprimidos para proporcionar los datos de imagen reproducidos correspondientes a la imagen. En esta segunda forma de realización, se parte de la premisa de que los datos de imagen comprimidos son generados por el aparato de codificación de imágenes 100a según la primera forma de realización.
Para concretar, el aparato de decodificación de imágenes 100b incluye un analizador 502 y un descompresor de datos 503. El analizador 502 analiza la cabecera y los otros datos incluidos en los datos de imagen comprimidos 511 para generar información de control 523 o información de movimiento 524, y analiza los datos correspondientes a cada trama incluida en los datos de imagen comprimidos 511 para generar datos de trama comprimidos 512. El descompresor 503 descomprime los datos de trama comprimidos 512 correspondientes a cada trama para generar datos de trama descomprimidos 514.
En esta segunda forma de realización, el analizador 502 es capaz de analizar el indicador de identificación sin analizar los datos comunes compuestos de códigos de longitud fija situados entre el principio de la cabecera y el indicador de identificación. El descompresor de datos 503 comprende un cuantificador inverso 503a y una unidad de DCT inversa 503b. El cuantificador inverso 503a somete los datos de imagen comprimidos a cuantificación inversa para generar datos 513 del dominio de la frecuencia, y la unidad de DCT inversa 503b somete la salida del cuantificador inverso 503a a DCT inversa para transformar los datos del dominio de la frecuencia en datos del dominio del espacio y genera los datos de trama descomprimidos 514.
El aparato de decodificación de imágenes 100b incluye además un generador de datos de predicción 506 y un sumador 505. El generador de datos de predicción 506 genera datos de trama de predicción 520 basándose en los datos de trama descomprimidos proporcionados por el descompresor de datos 503. El sumador 505 suma los datos de trama descomprimidos correspondientes a una trama de destino y los correspondientes datos de trama de predicción 520 para proporcionar datos de trama reproducidos 515 a un terminal de salida 510.
En el aparato de decodificación de imágenes 100b, la información de movimiento (vector de movimiento) 524 obtenida tras el análisis del analizador 502 se suministra a través del primer conmutador 522a al generador de datos de predicción 506, y los datos de trama de predicción 520 se suministran a través del segundo conmutador 522b al sumador 505. Además, los datos de trama reproducidos 515 obtenidos del sumador 505 se suministran a través del tercer conmutador 522c al generador de datos de predicción 506.
Asimismo, el aparato de decodificación de imágenes 100b incluye un controlador 521 que controla los conmutadores 522a a 522c mediante señales de control 525a a 525c, basándose en la información de control 523 obtenida tras el análisis de la cabecera efectuado por el analizador 502.
A continuación, se describirá con más detalle el generador de datos de predicción 506.
El generador de datos de predicción 506 incluye una memoria de trama 507 que almacena el resultado (datos reproducidos) 515 del sumador 505 como datos de imagen de referencia para la trama que se va a procesar a continuación. La memoria de trama 507 proporciona los datos que tiene almacenados en función de una señal de dirección de lectura 518.
Además, el generador de datos de predicción 506 incluye un generador de direcciones 508 y una unidad de lectura de señales de predicción 509. El generador de direcciones 508 genera la señal de dirección de lectura 518 para la memoria de trama 507, basándose en el vector de movimiento 517 del analizador 502. La unidad de lectura de señales de predicción 509 obtiene los datos de un área especificada por la señal de dirección de lectura 518 de la memoria de trama 507 y los proporciona como datos de trama de predicción 520.
A continuación, se describirá el funcionamiento del aparato de decodificación de imágenes 100b.
Cuando los datos de imagen comprimidos que tienen el formato mostrado en las Tablas 4 a 6 y que han sido sometidos a codificación de compresión por el aparato de codificación 100a de la primera forma de realización se introducen en el terminal de entrada 501, en primer lugar, el analizador 502 analiza la cabecera de los datos de imagen comprimidos para detectar la señal sincrónica de secuencia y otras. Mientras tanto, una señal de control externa (no mostrada) que indica si va a efectuarse o no el acceso aleatorio para reproducción de avance rápido, reproducción de rebobinado rápido o modificación de imágenes se introduce en el analizador 502 desde el exterior, por ejemplo, mediante la pulsación de un botón de avance rápido.
Cuando no se efectúa el acceso aleatorio, el analizador 502 analiza los datos comunes (datos 803 a 815 de las Tablas 4 a 6) para prepararlos para la decodificación de los datos de trama codificados de las respectivas tramas. En este caso, cada uno de los conmutadores 522a a 522c es controlado según el tipo de codificación de la trama (imagen I, imagen P e imagen B) mediante la señal de control del controlador 521.
Además, el analizador 502 extrae el vector de movimiento 524 basándose en los datos de trama codificados de cada trama de los datos de imagen comprimidos y, asimismo, proporciona al descompresor de datos 503 una escala de cuantificación y los coeficientes de cuantificación de cada trama como datos comprimidos 512.
Tras obtener los datos de trama codificados mediante el procedimiento de codificación intratrama, el cuantificador 503a efectúa la cuantificación inversa de los datos comprimidos (coeficientes de cuantificación) 512 en el descompresor de datos 503 para transformarlos en datos del dominio de la frecuencia 513, y la unidad de DCT inversa 503b efectúa la DCT inversa de éstos para transformarlos en datos del dominio del espacio (datos descomprimidos) 514. Se efectúa la cuantificación inversa y la DCT inversa para cada uno de los subbloques que componen uno de los macrobloques que componen una trama. A continuación, los datos descomprimidos 514 correspondientes a cada macrobloque pasan a través del sumador 505 y se proporcionan como datos reproducidos 515 a través del terminal de salida 510.
Tras obtener los datos de trama codificados mediante el procedimiento de codificación intertrama, en el descompresor de datos 503, los datos comprimidos (coeficientes de cuantificación) correspondientes a cada subbloque son sometidos a cuantificación inversa y a DCT inversa y, de esta forma, los datos de diferencia correspondientes a cada macrobloque se restauran como datos descomprimidos. Entonces, el sumador 505 suma los datos de diferencia de un macrobloque de destino a los correspondientes datos de predicción y genera los datos reproducidos 515.
En el generador de datos de predicción 506, los datos reproducidos de una trama que ya está decodificada y que están almacenados en la memoria de trama 507 se leen desde la memoria de trama 507 como datos de predicción para el macrobloque de destino de la trama que se va a decodificar, mediante compensación de movimiento y utilizando el generador de direcciones 508 y la unidad de lectura de señales de predicción 509, como en el procedimiento de predicción del aparato de codificación.
Es decir, en el generador de datos de predicción 506, el generador de direcciones 508 genera la señal de dirección 518 de la memoria de trama 507, basándose en el vector de movimiento del analizador 502. A continuación, la unidad de lectura de señales de predicción 509 obtiene los datos del área especificada por la señal de dirección como datos de predicción 520.
A continuación, el sumador 505 suma los datos de diferencia del descompresor de datos 503 y los datos de predicción y genera los datos reproducidos del macrobloque de destino.
Por otra parte, cuando se lleva a cabo el acceso aleatorio, el indicador de identificación de la cabecera de los datos comprimidos que se van a decodificar se analiza para decidir si los datos de imagen comprimidos son adecuados o no para su utilización en la reproducción independiente.
Es decir, el analizador 502 extrae el indicador de identificación 523 y lo proporciona al controlador 521.
En la cabecera de los datos de imagen comprimidos, los datos 814 correspondientes al indicador de identificación Hfd se colocan justo después de los datos 802 correspondientes a la señal sincrónica de secuencia y, por consiguiente, el indicador de identificación Hfd puede extraerse con rapidez.
Cuando el indicador de identificación Hfd se introduce en el controlador 512, el controlador 521 lo analiza para decidir si los datos de imagen comprimidos son adecuados o no para su utilización en la reproducción aleatoria.
Cuando se decide que los datos de imagen comprimidos son adecuados para su utilización en la reproducción independiente (es decir, cuando el valor del indicador de identificación Hfd es "1"), el analizador 502 analiza (efectúa la decodificación de longitud variable de) los datos comunes y, a continuación, el descompresor de datos 503 efectúa la reproducción para proporcionar los datos reproducidos de los datos de trama codificados correspondientes a una trama determinada. En el procedimiento de decodificación, puesto que no se lleva a cabo la decodificación intertrama, a diferencia del procedimiento de decodificación en el que no se efectúa el acceso aleatorio, los conmutadores 522a a 522c se mantienen en el estado de desactivación mediante las señales de control del controlador 521.
Cuando el valor del indicador de identificación Hfd es "0" (es decir, cuando los datos de imagen comprimidos son menos adecuados para su utilización en la reproducción independiente), la información que indica que la decodificación independiente no debe efectuarse se pasa del controlador 521 a las partes deseadas del aparato de decodificación.
Como se ha descrito anteriormente, según el aparato de decodificación de imágenes de la segunda forma de realización, puesto que después de analizarse la señal sincrónica de secuencia de la cabecera de los datos de imagen comprimidos Dv se analiza el indicador de identificación Hfd, es posible decidir de inmediato si los datos de imagen comprimidos Dv correspondientes a una imagen en movimiento son adecuados o no para su utilización en la reproducción independiente, es decir, si todos los datos de trama codificados correspondientes a las respectivas tramas que componen la imagen en movimiento pueden reproducirse o no de forma independiente.
Cuando un programa de procesamiento de imágenes para llevar a cabo el procesamiento de imágenes según cualquiera de las formas de realización y modificaciones descritas anteriormente mediante software se registra en medios de almacenamiento de datos como, por ejemplo, un disquete, el procesamiento de imágenes puede ejecutarse con facilidad en un sistema informático independiente.
Las Figuras 9(a) a 9(c) son diagramas que ilustran el procesamiento de imágenes según cualquiera de las formas de realización y modificaciones descritas anteriormente ejecutado por un sistema informático, mediante un disquete que contiene el programa de procesamiento de imágenes.
La Figura 9(a) muestra una vista frontal, una vista en sección transversal y el cuerpo D de un disquete FD. La Figura 9(b) muestra un ejemplo de formato físico del cuerpo D del disquete.
La configuración del disquete FD incluye una funda FC que contiene el cuerpo D. En la superficie del cuerpo del disquete D, existen una pluralidad de pistas Tr concéntricas situadas entre la circunferencia externa y la circunferencia interna. Cada pista Tr se divide en 16 sectores (Se) en dirección angular. Por consiguiente, en el disquete FD que contiene el programa mencionado, los datos del programa se registran en los sectores asignados del cuerpo del disquete D.
La Figura 9(c) ilustra la estructura para registrar el programa en el disquete FD y efectuar el procesamiento de imágenes mediante software, utilizando el programa almacenado en el disquete FD.
Para concretar, cuando se registra el programa en el disquete FD, los datos del programa se graban en el disquete FD del sistema informático Cs a través de la unidad de disquete FDD. Cuando se construye el aparato de codificación de imágenes o el aparato de decodificación de imágenes descritos anteriormente en el sistema informático Cs mediante el programa registrado en el disquete FD, la unidad de disquete FDD lee el programa del disquete FD y a continuación lo copia en el sistema informático Cs.
Aunque en la descripción anterior se emplea un disquete como medios de almacenamiento de datos, también puede emplearse un disco óptico. En tal caso, la codificación o decodificación mediante software puede llevarse a cabo de forma similar a la descrita en relación con el disquete. Además, los medios de almacenamiento de datos no se limitan a estos discos, sino que puede emplearse cualquier tipo de medios siempre que tenga cabida para el programa como, por ejemplo, una tarjeta IC, un cartucho ROM, etc. Asimismo, cuando se utilizan estos medios de almacenamiento de datos, el procesamiento de imágenes mediante software puede efectuarse de forma parecida a la descrita en relación con un disquete.
Además, cuando una señal imagen codificada almacenada en un medio de almacenamiento de datos como, por ejemplo, un disquete, tiene una estructura de datos según cualquiera de las formas de realización y modificaciones de la presente invención, la señal imagen codificada del disquete puede decodificarse para la presentación de imágenes, teniendo lugar los mismos efectos que los descritos para el procedimiento de decodificación de la primera o la segunda forma de realización.
Disponibilidad industrial
Según el procedimiento de transmisión de imágenes, el procedimiento de procesamiento de imágenes, el aparato de procesamiento de imágenes y los medios de almacenamiento de datos de la presente invención, los datos de imagen comprimidos de una trama arbitraria de una imagen en movimiento se pueden seleccionar y reproducir de forma aleatoria en un tiempo deseado y sin tiempo de espera. Por consiguiente, estos datos resultan muy útiles en el procedimiento de codificación de imágenes y el procedimiento de decodificación de imágenes del sistema que transmite o almacena una señal imagen y, son particularmente adecuados para utilizar en el procesamiento de imágenes aleatorio para tramas arbitrarias como, por ejemplo, en la reproducción de avance rápido, la reproducción de rebobinado rápido o la modificación de datos de imagen en movimiento comprimidos según la norma MPEG4.

Claims (2)

1. Procedimiento de procesamiento de datos de imagen para procesar datos de imagen comprimidos (Dv), comprendiendo los datos de imagen comprimidos (Dv) unos datos de trama comprimidos (Dp) de cada una de las tramas, comprendiendo dicho método:
disponer un patrón de sincronización (Hsd) para ser colocado al principio de los datos de imagen comprimidos (Dv) en el que el patrón de sincronización son unos datos de longitud fija;
disponer un indicador de identificación (Hfd) que indica si todas las tramas en los datos de imagen comprimidos (Dv) son capaces de ser sometidas a reproducción de acceso aleatorio o no, siendo todas las tramas individualmente decodificables cuando el indicador de identificación indica que todas las tramas son capaces de ser sometidas a reproducción de acceso aleatorio, y
disponer los datos de trama comprimidos (Dp) para ser colocados después del indicador de identificación (Hfd);
caracterizado porque el indicador de identificación (Hfd) se coloca inmediatamente después del patrón de sincronización (Hsd).
2. Estructura de datos de imagen para datos de imagen comprimidos (Dv), correspondientes a una imagen que comprende una secuencia de tramas, comprendiendo los datos de imagen comprimidos (Dv) unos datos de trama comprimidos (Dp) de cada una de las tramas, comprendiendo dicha estructura de datos comprimidos:
un patrón de sincronización (Hsd) colocado al principio de los datos de imagen comprimidos (Dv), en el que el patrón de sincronización son unos datos de longitud fija;
un indicador de identificación (Hfd) que indica si todas las tramas en los datos de imagen comprimidos (Dv) son capaces de ser sometidas a reproducción de acceso aleatorio o no, siendo todas las tramas individualmente decodificables cuando el indicador de identificación indica que todas las tramas son capaces de ser sometidas a reproducción de acceso aleatorio, y
los datos de trama comprimidos (Dp) de cada una de las tramas colocados después de dicho indicador de identificación (Hfd);
caracterizada porque el indicador de identificación (Hfd) se coloca inmediatamente después del patrón de sincronización (Hsd).
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