ES2337612T3

ES2337612T3 - Codificacion y descodificacion de patrones de bloques codificados con prediccion espacial.

Info

Publication number: ES2337612T3
Application number: ES07014945T
Authority: ES
Inventors: Chih-Lung Lin (Bruce); Ming-Chieh Lee
Original assignee: Microsoft Corp
Current assignee: Microsoft Corp
Priority date: 1998-11-30
Filing date: 1999-11-30
Publication date: 2010-04-27
Anticipated expiration: 2019-11-30
Also published as: DE69941965D1; US7289673B2; DE69937462T2; JP3778798B2; JP2006148970A; JP4625411B2; HK1115966A1; HK1115256A1; US7054494B2; US20020097802A1; US20030179940A1; DE69941964D1; JP2009060670A; JP2006187024A; DK1135934T3; EP1135934A1; EP1863295B1; US20060110059A1; EP1863295A2; PT1863295E

Abstract

Un procedimiento de reconstruir, en un descodificador de vídeo, una o más imágenes de vídeo en una secuencia de vídeo, comprendiendo el procedimiento: para cada macrobloque de macrobloques plurales, descodificar (64, 66, 74) un patrón de bloque codificado, en donde el patrón de bloque codificado, CBP, indica cuáles de los bloques plurales de luminancia y los bloques plurales de crominancia del macrobloque tienen datos correspondientes de coeficientes de transformación en un flujo de datos, y en donde la descodificación comprende, para cada macrobloque de los macrobloques plurales: recibir un código de longitud variable, en donde el código de longitud variable recibido para el patrón de bloque codificado indica una entrada de tabla de códigos en una tabla de códigos, especificando la entrada de la tabla de códigos un parámetro combinado que representa primera información para los bloques plurales de luminancia del macrobloque, y segunda información para los bloques plurales de crominancia del macrobloque, indicando la segunda información los bits plurales del patrón del bloque codificado para la crominancia, CBPC, del patrón de bloque codificado; descodificar el código de longitud variable recibido para obtener la primera información y la segunda información para el patrón de bloque codificado, en donde la primera información incluye bits plurales, y en donde los bits plurales incluyen bits plurales de ajuste de pronosticador; calcular un predictor por pronóstico espacial, en donde el predictor incluye bits plurales de predictor; y determinar el patrón de bloque codificado, que incluye utilizar los bits plurales de ajuste de predictor y los bits plurales del predictor para determinar los bits plurales del patrón de bloque codificado para la luminancia, CBPY, del patrón de bloque codificado; y utilizar los patrones de bloque codificados para los macrobloques plurales en la reconstrucción.

Description

Codificación y descodificación de patrones de bloques codificados con predicción espacial.

Campo técnico

La invención se refiere a codificación de vídeo, y específicamente, a un procedimiento mejorado para codificar parámetros de bloque utilizados en formatos de codificación de vídeo basados en cuadros y basados en objetos.

Antecedentes

Las presentaciones de vídeo de movimiento completo, basadas en señales analógicas de vídeo, han estado disponibles mucho tiempo en forma de televisión. Con los avances recientes en las capacidades y accesibilidad del procesamiento por ordenador, las presentaciones de vídeo de movimiento completo basadas en señales de vídeo digital están disponibles cada vez de forma más extensa. Los sistemas de vídeo digital pueden proporcionar mejoras significativas respecto a los sistemas convencionales de vídeo analógico en cuanto a la creación, modificación, transmisión, almacenamiento y reproducción de secuencias de vídeo de movimiento completo.

Las presentaciones de vídeo digital incluyen grandes números de cuadros de imagen que son reproducidos o representados sucesivamente a frecuencias de entre 30 y 75 Hz. Cada cuadro de imagen es una imagen fija formada a partir de un conjunto de píxeles en base a la resolución de presentación de un sistema particular. Como ejemplos, los sistemas basados en VHS tienen resoluciones de presentación de 320 x 480 píxeles, los sistemas basados en NTSC tienen resoluciones de presentación de 720 x 486 píxeles, y los sistemas de televisión de alta definición (HDTV) en desarrollo, tienen resoluciones de presentación de 1360 x 1024 píxeles.

Las cantidades de información digital bruta incluida en las secuencias de vídeo son enormes. El almacenamiento y la transmisión de estas cantidades de información de vídeo son impracticables con el equipamiento de ordenador personal convencional. Considérese, por ejemplo, una forma digitalizada de un formato de imagen de VHS de resolución relativamente baja, que tiene una resolución de 320 x 480 píxeles. Una película cinematográfica de una longitud total de dos horas de duración, con esta resolución, corresponde a 100 gigabytes de información de vídeo digital. Por comparación, los discos ópticos compactos convencionales tienen capacidades de alrededor de 0,6 gigabytes, los discos duros magnéticos tienen capacidades de 1-2 gigabytes, y los discos ópticos compactos actualmente en desarrollo tienen capacidades de hasta 8 gigabytes.

Para abordar las limitaciones en cuanto al almacenamiento o la transmisión de tales enormes cantidades de información de vídeo digital, se han establecido varios procesos o estándares de compresión de vídeo, incluyendo el MPEG-1, el MPEG-2 y el H.26X. Estas técnicas de compresión de vídeo utilizan semejanzas entre cuadros de imagen sucesivos, que se conocen como correlación temporal o inter-cuadro, para proporcionar una compresión inter-cuadro en la que se utilizan datos de movimiento y señales de error para codificar los cambios entre cuadros.

Adicionalmente, las técnicas de compresión de vídeo convencionales utilizan semejanzas dentro de los cuadros de imagen, conocidas como correlación espacial o intra-cuadro, para proporcionar la compresión intra-cuadro, en la que se comprimen las muestras de imagen en el interior de un cuadro de imagen. La compresión intra-cuadro se basa en los procedimientos convencionales para comprimir imágenes fijas, tal como la codificación de transformada coseno discreta (DCT). Este tipo de codificación se menciona a veces como codificación de "textura" o de "transformación". Una "textura" se refiere en general a un conjunto de dos dimensiones de valores de muestras de imagen, tal como un conjunto de valores de crominancia y de luminancia, o un conjunto de valores alfa (opacidad). El término "transformación" se refiere en este contexto a cómo son transformadas las muestras de imagen en componentes de frecuencia espaciales durante el procedimiento de codificación. Esta utilización del término "transformación" debe ser diferenciada de una transformación geométrica utilizada para estimar los cambios de escena en algunos métodos de compresión inter-cuadro.

La compresión inter-cuadro utiliza típicamente estimación de movimiento y compensación para codificar cambios de escena entre cuadros. La estimación de movimiento consiste en un proceso para estimar el movimiento de muestras de imagen (por ejemplo, píxeles) entre cuadros. Con la utilización de estimación de movimiento, el codificador trata de emparejar bloques de píxeles de un cuadro con los píxeles correspondientes de otro cuadro. Después de que se ha encontrado el bloque más similar en un área de búsqueda dada, se aproxima y se representa el cambio de posición de las posiciones de píxel de los píxeles correspondientes, como datos de movimiento, tal como un vector de movimiento. La compensación de movimiento es un proceso para la determinación de una imagen pronosticada, y para el cálculo del error entre la imagen pronosticada y la imagen original. Con la utilización de la compensación de movimiento, el codificador aplica los datos de movimiento a una imagen, y calcula una imagen pronosticada. La diferencia entre la imagen pronosticada y la imagen de entrada, se denomina señal de error. Puesto que la señal de error consiste justamente en un conjunto de valores que presentan la diferencia entre los valores de muestras de imagen, puede ser comprimida utilizando el mismo procedimiento de codificación de textura que el utilizado para la codificación intra-cuadro de las muestras de imagen.

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Aunque difieren en sus implementaciones específicas, los estándares de compresión de vídeo MPEG-1, MPEG-2 y H.26X son similares en un cierto número de aspectos. La descripción que sigue del estándar de compresión de vídeo MPEG-2 es aplicable en general a los otros.

El MPEG-2 proporciona compresión inter-cuadro y compresión intra-cuadro, basadas en bloques cuadrados de conjuntos de píxeles en las imágenes de vídeo. Una imagen de vídeo se divide en bloques de muestras de imagen denominados macrobloques, que tienen dimensiones de 16 x 16 píxeles. En el MPEG-2, un macrobloque comprende cuatro bloques de luminancia (cada bloque es de 8 x 8 muestras de luminancia (Y)) y dos bloques de crominancia (un bloque de 8 x 8 muestras para Cb y Cr).

En el MPEG-2, la codificación inter-cuadro se realiza sobre macrobloques. Un codificador MPEG-2 realiza estimación y compensación de movimiento para calcular vectores de movimiento y señales de error de bloque. Para cada bloque M_{N} en un cuadro N de imagen, se realiza una búsqueda por la imagen de un cuadro N+1 de vídeo sucesivo siguiente, o de un cuadro N-1 de imagen inmediatamente precedente (es decir, bidireccionalmente), para identificar los bloques M_{N+1} o M_{N-1} respectivos más similares. La posición del bloque más similar con relación al bloque M_{N}, se codifica con un vector de movimiento (DX, DY). El vector de movimiento se utiliza a continuación para calcular un bloque de valores de muestra pronosticados. Estos valores de muestra pronosticados se comparan con el bloque M_{N} para determinar la señal de error de bloque. La señal de bloque se comprime utilizando un procedimiento de codificación de textura tal como codificación de transformada coseno discreta (DCT).

Se han propuesto técnicas de codificación de vídeo basadas en objetos, como un perfeccionamiento respecto a los estándares de codificación convencionales basados en cuadros. En la codificación basada en objetos, las características de imagen de forma arbitraria se separan de los cuadros en la secuencia de vídeo utilizando un procedimiento denominado "segmentación". Los objetos de vídeo o "segmentos" son codificados de forma independiente. La codificación basada en objetos puede mejorar la tasa de compresión debido a que incrementa la correlación inter-cuadro entre objetos de vídeo en cuadros sucesivos. También resulta ventajosa para una diversidad de aplicaciones que requieren acceso a, y rastreo de, objetos en una secuencia de vídeo.

En los procedimientos de codificación de vídeo basados en objetos propuestos para el estándar MPEG-4, la forma, el movimiento y la textura de los objetos de vídeo son codificados de forma independiente. La forma de un objeto está representada por una máscara binaria o alfanumérica que define el contorno del objeto de forma arbitraria en un cuadro de vídeo. El movimiento de un objeto es similar a los datos de movimiento del MPEG-2, salvo en que se aplica a una imagen de configuración arbitraria del objeto que ha sido segmentado a partir de un cuadro rectangular. La estimación y compensación de movimiento se realiza sobre bloques de un "plano de objeto de vídeo" en vez del cuadro completo. El plano de objeto de vídeo es el nombre que se da a la imagen conformada de un objeto en un solo cuadro.

La textura de un objeto de vídeo consiste en la información de muestras de imagen en un plano de objeto de vídeo que cae dentro de la forma del objeto. La codificación de textura de las muestras de imagen de un objeto y de las señales de error se realiza utilizando procedimientos de codificación de textura similares a los de la codificación basada en cuadros. Por ejemplo, una imagen segmentada puede ser acomodada en un rectángulo delimitador formado con macrobloques. La imagen rectangular formada por el rectángulo delimitador puede ser comprimida igual que un cuadro rectangular, salvo en que los macrobloques transparentes no necesitan ser codificados. Los bloques parcialmente transparentes son codificados tras el relleno de las porciones del bloque que caen fuera del contorno de la forma del objeto con valores de muestra según una técnica conocida como "padding" ("relleno").

Las técnicas de codificación basadas en cuadros, tales como la MPEG-2 y la H26X, y las técnicas de codificación basadas en objetos propuestas para la MPEG-4 son similares en cuanto a que realizan la codificación intra-cuadro e inter-cuadro sobre macrobloques. Cada monobloque incluye una serie de parámetros de sobregasto que proporcionan información acerca del macrobloque. Como ejemplo, la Fig. 1 muestra parámetros de macrobloque utilizados en el encabezamiento de un macrobloque de inter-cuadro. El parámetro (10) COD es un único bit que indica si el macrobloque de inter-cuadro está o no codificado. En particular, este bit indica si el macrobloque codificado incluye o no datos de movimiento y datos de error codificados de textura. En casos en los que los datos de movimiento y de señal de error son cero, el bit COD reduce la información necesaria para codificar el macrobloque debido a que solamente se envía un único bit en vez de bits adicionales indicadores de que el vector de movimiento y los datos de textura no están codificados.

Adicionalmente al bit COD, la sintaxis de codificación para los macrobloques incluye parámetros de bloque codificados (CBP) que indican si se han transmitido o no los coeficientes de transformación codificados para crominancia y luminancia para el macrobloque. Si los coeficientes de transformación son todos cero para un bloque, entonces no hay necesidad de enviar datos de textura para el bloque. Los Parámetros de Bloque Codificados para Crominancia (CBPC) son dos bits que indican si se transmiten o no datos de textura codificados para cada uno de los dos bloques de crominancia.

Los bits CBPC se codifican junto con otro indicador que proporciona información acerca del tipo de cuantización para el macrobloque. Estos indicadores se combinan para formar un parámetro denominado MCBPC (12), y el MCBPC se codificada por entropía utilizando un procedimiento de codificación de entropía tal como la codificación de Huffman o aritmética.

El parámetro denominado AC_Pred_flag (14) es un indicador que indica si se ha utilizado predicción de AC en el macrobloque.

El Patrón de Bloque Codificado para luminancia (CBPY) (16) comprende cuatro bits que indican si se transmiten o no datos de textura codificados para cada uno de los cuatro bloques de luminancia. Al igual que el parámetro MCBPC, los indicadores CBPY son también codificados por entropía, utilizando bien la codificación de Huffman o la aritmética.

A continuación del parámetro CBPY, el macrobloque incluye datos de vector de movimiento codificado (mostrado como elemento 18 en la Fig. 1). A continuación de los datos de vector de movimiento, los "datos de bloque" representan los datos de textura codificados para el macrobloque (mostrados como datos de bloque 20 en la Fig. 1).

Un inconveniente del enfoque de codificación ilustrado en la Fig. 1 consiste en que codifica indicadores CBPC y CBPY por separado y, por lo tanto, no aprovecha la correlación entre estos parámetros para reducir el sobregasto del macrobloque. Además, no se aprovecha de la dependencia espacial de los parámetros de bloque codificados.

El documento EP 0 830 029 describe la codificación de patrones de CBPY para macrobloques. La Publicación de Solicitud de Patente Japonesa N° 06 276 511 describe la codificación y descodificación de información de CBP para macrobloques. La Patente estadounidense N° 5.400.075 describe un sistema de codificación/descodificación de longitud variable para su empleo con un formato de señal en capas. El documento EP 0 540 350 describe un sistema para la codificación de longitud variable.

Resumen

El objeto de la invención consiste en proporcionar un procedimiento y un sistema mejorados de codificación en una aplicación de codificación de vídeo.

Este objeto ha sido resuelto por la invención según se reivindica en las reivindicaciones independientes.

Las realizaciones preferidas están definidas por las reivindicaciones subordinadas.

La invención proporciona un procedimiento mejorado de codificación de los parámetros de encabezamiento de macrobloque en aplicaciones de codificación de vídeo. Un aspecto de la invención consiste en un procedimiento de codificación que aprovecha la correlación entre parámetros de bloque codificados mediante la codificación conjunta de todos los parámetros de bloque codificados con un único código de longitud variable. Otro aspecto de la invención consiste en un procedimiento de codificación que se aprovecha de la dependencia espacial entre los patrones de bloque codificados de bloques contiguos.

En una implementación de la invención, los parámetros de bloque codificados para la luminancia y crominancia en un macrobloque, se agrupan en un parámetro único, combinado, para el macrobloque. Se asigna un código de longitud variable al parámetro combinado a partir de una tabla de codificación de longitud variable. La tabla de codificación es ejercitada en base a una velocidad de bit deseada (por ejemplo, aplicaciones de Internet de baja velocidad de bits) y a una clase deseada de contenido de vídeo (por ejemplo, vídeo de cabezal parlante). Codificando conjuntamente los valores de luminancia y de crominancia, el codificador aprovecha la correlación entre estos parámetros en el macrobloque.

Para mejorar aún más la eficacia de la codificación, la implementación utiliza predicción para aprovecharse de la dependencia espacial de los parámetros de bloque codificados de bloques contiguos. Antes de asignar el código de longitud variable al parámetro combinado, se pronostican algunos de los parámetros de bloque codificados a partir de bloques contiguos. Para macrobloques intra-cuadro, por ejemplo, el codificador calcula un valor pronosticado espacialmente para cada parámetro de bloque codificado para luminancia. Este parámetro pronosticado espacialmente forma parte del parámetro combinado para el macrobloque.

Las características y ventajas adicionales de la invención resultarán más evidentes a partir de la descripción detallada que sigue y de los dibujos adjuntos de una implementación de la invención.

Breve descripción de los dibujos

La Fig. 1 es un diagrama que ilustra un ejemplo de encabezamiento de macrobloque utilizado en un proceso de codificación de vídeo estándar;

la Fig. 2 es un diagrama de bloques de un codificador de vídeo;

la Fig. 3 es un diagrama de bloques de un descodificador de vídeo;

la Fig. 4 es un diagrama que ilustra un ejemplo de encabezamiento de bloque mejorado en el que los parámetros de bloque codificados para crominancia y luminancia son codificados conjuntamente con un único código de longitud variable;

la Fig. 5 es un diagrama de flujo que ilustra la forma en que una implementación de la invención calcula un código único de longitud variable para los parámetros de bloque codificados de los macrobloques de cuadro I y P;

la Fig. 6 es un diagrama que ilustra cuatro macrobloques, y sus correspondientes bloques de luminancia (Y);

la Fig. 7 es un diagrama que muestra un ejemplo de los gradientes horizontal y vertical de valores de parámetro de bloque codificado para los bloques de luminancia seleccionados en la Fig. 6;

la Fig. 8 es un diagrama de flujo que ilustra un procedimiento para calcular un predictor para los parámetros de bloque codificados, y

la Fig. 9 es un diagrama de un sistema de ordenador que sirve como entorno operativo para una implementación en software de la invención.

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Descripción detallada Introducción

La primera sección que sigue proporciona una descripción de un codificador y un descodificador de vídeo. Las secciones siguientes describen cómo mejorar la codificación de parámetros de encabezamiento de macrobloque mediante el aprovechamiento de la correlación entre parámetros CBPC y CBPY, y aprovechando la dependencia espacial de parámetros de bloque codificados de bloques contiguos.

Útil para la codificación de vídeo tanto en base a cuadros como en base a objetos, la invención mejora la codificación de parámetros de macrobloque, ya sea en caso de que los macrobloques sean componentes de objetos de vídeo arbitrarios segmentados a partir de una secuencia de cuadros, como en el caso de que sean cuadros de imagen de forma rectangular. La codificación basada en objetos utiliza módulos de codificación de movimiento y textura similares a los utilizados en la codificación basada en cuadros. Adicionalmente, los codificadores basados en objetos incluyen también módulos de codificación de forma. La sintaxis de bloque relevante para la invención es similar tanto en codificación basada en cuadros como en la codificación basada en objetos. Si bien el codificador y el descodificador descritos en la sección que sigue están basados en objetos, los mismos proporcionan una base suficiente para explicar cómo implementar la invención en ambos esquemas de codificación en base a cuadros y en base a objetos.

Descripción de un Ejemplo de Codificador y de Descodificador

La Fig. 2 es un diagrama de bloques que ilustra una implementación de un codificador de vídeo basado en objetos. La entrada 30 al codificador incluye una serie de objetos, información de su forma, y rectángulos delimitadores. La información de forma está disponible, por lo tanto, antes de que el codificador realice la codificación de los datos de textura o de movimiento. La codificación basada en cuadros difiere en que se codifica el cuadro completo sin información de forma.

El módulo 32 de codificación de forma recibe la definición de un objeto, incluyendo su rectángulo delimitador, y extiende su rectángulo delimitador a múltiplos enteros de macrobloques. La información de forma para un objeto comprende una máscara o "plano alfa". El módulo 32 de codificación de forma lee esta máscara y la comprime utilizando, por ejemplo, un procedimiento convencional de codificación en cadena para codificar el contorno del objeto.

El módulo 34 de estimación de movimiento lee un objeto incluyendo su rectángulo delimitador y una imagen 36 previamente reconstruida, y calcula datos de estimación de movimiento utilizados para pronosticar el movimiento del objeto de un cuadro a otro. Tras la identificación de los macrobloques en la imagen de objeto actual, el módulo 34 de estimación de movimiento busca el macrobloque más similar en la imagen reconstruida para cada macrobloque de la imagen objeto actual, para calcular los datos de movimiento para cada macrobloque. El formato específico de los datos de movimiento a partir del módulo 34 de estimación de movimiento puede variar según el método de estimación de movimiento utilizado. La implementación descrita en lo que sigue calcula un vector de movimiento para cada macrobloque, lo que es conforme con los formatos MPEG y H26X actuales.

El módulo 38 de compensación de movimiento lee los vectores de movimiento calculados por el módulo de estimación de movimiento y la imagen 36 previamente reconstruida, y calcula una imagen pronosticada para el cuadro actual. El codificador encuentra la diferencia entre los valores de muestra de imagen en el bloque de imagen de entrada según se especifica en la entrada 30, y los valores de muestra correspondientes en el bloque de imagen pronosticada según se calcula en el módulo 38 de compensación de movimiento, para determinar la señal de error para el macrobloque.

El módulo 40 de codificación de textura comprime esta señal de error para objetos codificados inter-cuadro, y comprime valores de muestra de imagen para el objeto a partir del flujo 30 de datos de entrada para los objetos codificados intra-cuadro. La trayectoria 42 de realimentación procedente del módulo 40 de codificación de textura representa la señal de error descodificada. El codificador utiliza los macrobloques de señal de error junto con los macrobloques de imagen pronosticada, procedentes del módulo de compensación de movimiento, para calcular la imagen 36 previamente reconstruida.

El módulo 40 de codificación de textura codifica bloques de datos intra-cuadro y de señal de error para un objeto, utilizando cualquiera entre una diversidad de técnicas de compresión de imagen fija. Los ejemplos de técnicas de compresión incluyen técnicas basadas en transformación tales como la codificación DCT y de ondículas, así como otros procedimientos convencionales de compresión de imagen tales como codificación de Pirámide Laplaciana.

El flujo de bits de la secuencia de vídeo comprimida incluye información codificada de forma, de movimiento y de textura, procedente de los módulos de codificación de forma, de estimación de movimiento y de codificación de textura. El multiplexor 44 combina y formatea estos datos con la sintaxis apropiada, y los emite a la memoria temporal 46.

Mientras que el codificador puede ser implementado en hardware o en software, lo más probable es que sea implementado en software. En una implementación de software, los módulos en el codificador representan instrucciones de software almacenadas en la memoria de un ordenador y ejecutadas en el procesador, y datos de vídeo almacenados en memoria. Un codificador de software puede ser almacenado y distribuido en una diversidad de medios convencionales legibles por ordenador. En implementaciones de hardware, los módulos codificadores se implementan en lógica digital, preferentemente en un circuito integrado. Algunas de las funciones del codificador pueden ser optimizadas en dispositivos lógicos digitales de propósito específico, en un periférico de ordenador, para aliviar la carga de procesamiento de un ordenador anfitrión.

La Figura 3 es un diagrama de bloques que ilustra un descodificador para un procedimiento de codificación de vídeo basado en objetos. Un demultiplexor 60 recibe un flujo 62 de datos que representa una secuencia de vídeo comprimida, y separa los datos codificados de formas, de movimiento y de textura objeto por objeto. El módulo 64 de descodificación de forma descodifica la forma o el contorno para el objeto actual que está siendo procesado. Para realizar esto, emplea un descodificador de forma que implementa la inversa del procedimiento de codificación de forma que se ha utilizado en el codificador de la Fig. 2. Los datos de forma resultantes consisten en una máscara, tal como un plano alfa binario o un plano alfa de escala de grises que representa la forma del objeto.

El módulo 66 de descodificación de movimiento descodifica la información de movimiento en el flujo de datos. La información de movimiento descodificada incluye datos de movimiento tal como vectores de movimiento para macrobloques, bloques o coeficientes de transformación geométrica, según el tipo de procedimiento de estimación utilizado en el codificador. El módulo 66 de descodificación de movimiento suministra esta información de movimiento al módulo 68 de compensación de movimiento, y el módulo 68 de compensación de movimiento aplica los datos de movimiento a los datos 70 de objetos previamente reconstruidos.

El módulo 74 de descodificación de textura descodifica señales de error para datos de textura codificados inter-cuadro, y un conjunto de valores de color para datos de textura intra-cuadro, y pasa esta información a un módulo 72 para el cálculo y acumulación de la imagen reconstruida. Para objetos codificados inter-cuadro, este módulo 72 aplica los datos de señal de error a la salida de imagen pronosticada procedente del módulo de compensación de movimiento, para calcular el objeto reconstruido para el cuadro actual. Para objetos codificados intra-cuadro, el módulo 74 de descodificación de textura descodifica los valores de muestra de imagen para el objeto, y sitúa el objeto reconstruido en el módulo 72 de objetos reconstruidos. Los objetos reconstruidos previamente son almacenados temporalmente en la memoria 70 de objetos, y se utilizan para construir el objeto para otros cuadros.

Al igual que el codificador, el descodificador puede ser implementado en hardware, software, o mediante una combinación de ambos. En implementaciones de software, los módulos en el descodificador son instrucciones de software almacenadas en la memoria de un ordenador y ejecutadas por el procesador, y datos de vídeo almacenados en memoria. Un descodificador de software puede estar almacenado y distribuido en una diversidad de medios convencionales legibles por ordenador. En implementaciones de hardware, los módulos descodificadores se implementan en lógica digital, preferentemente en un circuito integrado. Algunas de las funciones descodificadoras pueden ser optimizadas en dispositivos lógicos digitales de propósito específico en un periférico de ordenador, para aliviar la carga de procesamiento de un ordenador anfitrión.

Codificación Mejorada de Sobregasto de Macrobloque

La invención incluye innovaciones que mejoran la codificación de parámetros de encabezamiento de macrobloque. Una innovación consiste en un procedimiento para la codificación de los parámetros de bloque codificados a fin de aprovechar la correlación entre CBPC y CBPY. La innovación se implementa codificando conjuntamente un parámetro combinado de CBPC y CBPY con un único código de longitud variable. Otra innovación mejora aún más la eficiencia de codificación de los parámetros de encabezamiento mediante el aprovechamiento de la dependencia espacial de los parámetros de bloque codificados. En particular, los parámetros de bloque codificados son comprimidos más eficazmente pronosticándolos a partir del parámetro de los bloques contiguos.

La Figura 4 es un diagrama que ilustra parámetros de bloque de encabezamiento calculados por una implementación de la invención. Al igual que la información de encabezamiento mostrada en la Fig. 1, este bloque de encabezamiento incluye un parámetro COD 80, uno AC_Pred_flag 82, datos de vector de movimiento (MV 84), y datos 86 de bloque. A diferencia del encabezamiento en la Fig. 1, los parámetros MCBPC y CBPY son codificados conjuntamente con un único código de longitud variable, denominado MBCBCPY 88. Este código combina los parámetros de bloque codificados para crominancia y luminancia, así como el indicador para el tipo de macrobloque.

La Figura 5 es un diagrama de flujo que ilustra cómo la implementación genera un código de longitud variable para cuadros Intra (I) y cuadros pronosticados (P). En esta implementación particular, los bloques de encabezamiento para cuadros I y P son codificados de manera diferente. Para los cuadros I, el codificador realiza la etapa adicional de predecir los parámetros de bloque codificados para luminancia antes de seleccionar el código de longitud variable. También es posible usar predicción para los cuadros P. Sin embargo, la predicción no mejora la eficacia de codificación significativamente en los cuadros P y, en algunos casos, puede incluso reducir la eficacia de codificación.

El objetivo de usar predicción para parámetros de bloque codificados consiste en producir tantos valores cero para estos parámetros como sea posible. Haciendo cero la mayor parte de los valores, el codificador reduce la varianza de los parámetros de bloque codificados. El proceso de ejercitación de la tabla de codificación de longitud variable puede favorecer entonces el valor cero, lo que mejora la eficacia de codificación. En cuadros P, especialmente en aplicaciones de baja velocidad de bits, los parámetros de bloque codificados son cero en su mayor parte antes de la predicción. Como tal, la predicción no tiende a incrementar el número de valores cero y, a veces, incluso reduce el número de valores cero. Por lo tanto, la implementación mostrada en la Fig. 5 no utiliza predicción para los cuadros P.

Para cuadros P, el codificador empieza encontrando los parámetros de bloque codificados para luminancia y crominancia según se muestra en la etapa 100. Estos parámetros de bloque son, cada uno de ellos, un sólo bit que indica si un bloque correspondiente está codificado en textura. Los parámetros de bloque codificados son calculados en el módulo de codificación de textura (40 en la Fig. 2), lo que establece un indicador de bloque codificado para cada bloque que tenga valores de textura codificados que no sean cero. A la inversa, el valor del parámetro de bloque codificado para un bloque en el que los valores de textura son todos cero (o tan próximos a cero como para ser despreciables), es cero.

Puesto que existen dos bloques para crominancia (uno para cada uno de los bloques U y V de 8 por 8 píxeles) y cuatro bloques para luminancia (uno para cada uno de los cuatro bloques de 8 por 8) en el macrobloque, el parámetro combinado para el patrón de bloque codificado consiste en un total de seis bits. Combinando este número de 6 bits con el bit único para el tipo de macrobloque, el codificador forma un número de 7 bits, como se muestra en la etapa 102. El tipo de macrobloque indica si el macrobloque es para un cuadro I o para uno P.

Una vez que se ha formado el MBCBPCY combinado, el parámetro combinado se busca en una tabla de codificación de longitud variable, para encontrar un código de longitud variable correspondiente asociado al parámetro, como se muestra en la etapa 104. El codificador asigna un código único de longitud variable al parámetro MBCPCY combinado.

La tabla de codificación en la tabla de implementación es una tabla de codificación de Huffman. La tabla se ejercita preferentemente en base a la velocidad deseada y al escenario deseado. La tabla 1 que sigue es una tabla de Codificación de Longitud Variable (VLC) obtenida para un escenario de "cabezal parlante" de baja velocidad de bits. Para cada macrobloque en un cuadro P, la información MBCBPCY combinada es codificada utilizando la palabra de código para la entrada correspondiente en esta tabla.

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(Tabla pasa a página siguiente)

TABLA 1 Tabla VLC para patrón de bloque Codificado de crominancia y luminancia para imagen P

1

2

3

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En la implementación mostrada en la Fig. 5, los cuadros I son codificados de una manera diferente a los cuadros P, en cuanto a que el codificador utiliza predicción para aprovechar la dependencia espacial de los parámetros de bloque codificados. Para cada macrobloque, el codificador empieza por obtener los parámetros de bloque codificados para crominancia y luminancia, como se muestra en la etapa 106.

A continuación, el codificador calcula el predictor de los parámetros de bloque codificados para luminancia. En esta implementación particular, el codificador utiliza solamente predicción para los parámetros CBPY. Sin embargo, podría utilizarse también el mismo procedimiento de predicción para pronosticar los parámetros de bloque codificados para crominancia. En el caso de la crominancia, la predicción se calcula en base a bloques de crominancia de 8 por 8 píxeles en macrobloques contiguos, en vez de en los bloques de luminancia contiguos de 8 por 8 píxeles, que pueden estar en el mismo macrobloque o en un macrobloque contiguo. Puesto que cada macrobloque tiene cuatro bloques de luminancia, los bloques contiguos para un bloque de luminancia dado pueden proceder del mismo macrobloque o de uno contiguo. Para una predicción que incluya bloques de crominancia, los bloques contiguos proceden de macrobloques
contiguos.

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El codificador realiza predicción espacial sobre parámetros de bloque codificados. En primer lugar busca en los parámetros de bloque codificados para bloques contiguos, con el fin de determinar si es probable que el valor del parámetro de bloque cambie entre un bloque contiguo y el bloque actual de interés. Si se puede identificar la posición de un bloque que representa el cambio más pequeño en el parámetro de bloque codificado (es decir, el gradiente espacial más bajo en los parámetros de bloque codificados), entonces el parámetro de bloque codificado para el bloque en esta posición se utiliza como predictor. En otro caso, no importa qué bloque contiguo se elija como predictor, y se puede seleccionar simplemente uno. Un ejemplo específico de selección del predictor se describe e ilustra con mayor detalle con referencia a las Figs. 6-8 más adelante.

En la siguiente etapa 110, el codificador calcula un valor pronosticado para los parámetros de bloque codificados. El valor pronosticado representa el cambio en el parámetro de bloque codificado respecto al bloque predictor y al bloque actual. Para calcular el valor pronosticado, el codificador realiza una operación lógica OR exclusiva (XOR) bit a bit, sobre el valor pronosticado y el valor de bloque actual. Al vector resultante, denominado CBPCY_XOR, se le asigna a continuación un código de longitud variable a partir de una tabla de Huffman. El codificador busca la entrada para CPCY_XOR en la tabla y halla el correspondiente código de longitud variable. La tabla 2 que sigue muestra la tabla VLC utilizada para codificar valores CBPCY pronosticados para cuadros I en la implementación.

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(Tabla pasa a página siguiente)

TABLA 2 Tabla VLC para patrón de bloque Codificado de crominancia y luminancia para imagen I

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Las Figs. 6-8 ilustran la predicción espacial realizada en el codificador, con mayor detalle. La Fig. 6 es un diagrama que muestra cuatro macrobloques contiguos (parte superior izquierda - 120, parte superior derecha - 122, parte inferior izquierda - 124, y parte inferior derecha - 126). El ejemplo que sigue está enfocado al bloque inferior derecho, el cual está enmarcado. Cada uno de los macrobloques incluye cuatro bloques de 8 por 8 píxeles para luminancia, etiquetados como Y1, Y2, Y3 e Y4.

Como ejemplo, considérese el bloque Y1 de luminancia de la parte superior izquierda para el macrobloque 126 Los bloques utilizados para calcular el predictor están enmarcados por una línea 128 de puntos. El bloque de interés es Y1 (etiquetado como bloque 130a), y los bloques utilizados para calcular el predictor son los bloques contiguos etiquetados como 132a, 134a, y 136a.

Para dar un ejemplo específico, la Figura 7 muestra valores de los parámetros de patrones de bloque codificados para cada uno de los bloques del interior de la línea punteada de la Figura 6. Los números de referencia 130b, 132b, 134b y 136b corresponden a los bloques 130a, 132a, 134a y 136a de la Fig. 6, respectivamente. Los gradientes espaciales de los parámetros codificados de bloques contiguos se utilizan para seleccionar el predictor. En particular, el gradiente vertical se calcula a partir de los parámetros de bloque codificados de los bloques contiguos superior izquierdo e izquierdo (136a, 132a, que se muestran enmarcados con 140 en la Figura 7). El gradiente horizontal se calcula a partir de los parámetros de bloque codificados de los bloques superior izquierdo y superior (136a, 130a, que se muestran enmarcados con 142 en la Figura 7).

La Fig. 8 es un diagrama de flujo que ilustra las etapas para hallar el predictor. En primer lugar, el codificador encuentra los gradientes vertical y horizontal. Cada uno de ellos se calcula como la operación lógica OR exclusivo de los parámetros de bloque codificados que se muestran enmarcados en la Fig. 7 (140 es el gradiente vertical y 142 es el gradiente horizontal). A continuación, el codificador compara los valores de gradiente. Si los gradientes no son iguales, el codificador elige el predictor como el valor asignado al bloque en la dirección del gradiente inferior. En el ejemplo mostrado en la Figura 7, el gradiente vertical es cero, mientras que el gradiente horizontal es uno. De ese modo, la dirección del gradiente inferior es ascendente. De tal modo, el valor del parámetro de bloque codificado para el bloque 134a se utiliza como predictor debido a que está situado en la dirección "ascendente" con relación al bloque de interés.

Ya sea que se utilice o no predicción para modificar los parámetros de bloque codificados, el resultado final es un código único de longitud variable que representa todos los parámetros de bloque codificados para el macrobloque. Puesto que los cuadros I y P están codificados de manera diferente en la implementación, el descodificador trata los macrobloques respecto a estos cuadros de una manera diferente. Para los cuadros P, el descodificador usa la tabla VLC 1 para buscar el código único de longitud variable y encontrar la entrada correspondiente que almacena el parámetro combinado que representa los parámetros de bloque codificados para luminancia y crominancia. Para los cuadros I, el descodificador usa la tabla VLC 2 para buscar el código único de longitud variable y encontrar la entrada correspondiente que almacena el parámetro combinado que representa los parámetros de bloque codificados para luminancia y crominancia. En ambos cuadros I y P, el módulo de descodificación de textura (bloque 74 en la Fig. 3) utiliza los parámetros de bloque codificados para determinar si los datos de textura para el bloque correspondiente necesitan o no ser descodificados. El descodificador omite descodificar la textura para bloques que tengan un parámetro de bloque codificado que sea cero.

En casos en los que los parámetros de bloque codificados son también pronosticados, el descodificador utiliza los parámetros de bloques descodificados previamente a partir de los bloques contiguos, para calcular el parámetro de bloque codificado para el bloque actual de interés. En primer lugar, el descodificador calcula la posición del bloque predictor en base a los gradientes espaciales de la misma manera que en el codificador. A continuación calcula el valor del parámetro de bloque codificado para el bloque actual, calculando la operación lógica OR exclusivo del valor descodificado y el parámetro de bloque codificado del bloque predictor (el operador OR exclusivo tiene la siguiente propiedad: X XOR Y = Z; Z XOR X = Y). Después de esta etapa de predicción inversa, el descodificador de textura utiliza entonces el parámetro de bloque codificado para determinar si omite o no la descodificación de textura para el bloque.

Breve Panorama de un Sistema de Ordenador

La Figura 9 y la exposición que sigue, han sido previstas a efectos de proporcionar una descripción breve y general de un entorno de computación adecuado en el que puede ser implementada la invención. Aunque la invención o los aspectos de la misma pueden ser implementados en un dispositivo de hardware, el codificador y el descodificador descritos en lo que antecede se implementan en instrucciones ejecutables por ordenador, organizadas en módulos de programa. Los módulos de programa incluyen las rutinas, los programas, los objetos, los componentes y las estructuras de datos que realizan las tareas, e implementan los tipos de datos descritos en lo que antecede.

Mientras que la Fig. 9 muestra una configuración típica de un ordenador de sobremesa, la invención pueden ser implementada en otras configuraciones de sistemas de ordenador, incluyendo los dispositivos portátiles, los sistemas de multiprocesadores, los dispositivos electrónicos de consumo basados en microprocesadores o programables, los miniordenadores, los ordenadores principales, y similares. La invención puede ser utilizada también en entornos de cálculo distribuido en los que las tareas se realizan mediante dispositivos de procesamiento remoto que están enlazados a través de una red de comunicaciones. En un entorno de cálculo distribuido, los módulos de programa pueden estar situados en dispositivos de almacenamiento de memoria tanto locales como remotos.

La Fig. 9 ilustra un ejemplo de un sistema de ordenador que sirve como entorno operativo para la invención. El sistema de ordenador incluye un ordenador 920 personal, que incluye una unidad 921 de procesamiento, una memoria 922 de sistema, y un bus 923 de sistema que interconecta diversos componentes de sistema, incluyendo la memoria de sistema, con la unidad 921 de procesamiento. El bus de sistema puede comprender cualquiera entre diversos tipos de estructuras de bus incluyendo un bus de memoria o controlador de memoria, un bus periférico, y un bus local que utiliza una arquitectura de bus tal como PCI, VESA, Microchannel (MCA), ISA y EISA, por nombrar unos pocos. La memoria de sistema incluye la memoria 924 de sólo lectura (ROM) y la memoria 925 de acceso aleatorio (RAM). Un sistema 926 básico de entrada/ salida (BIOS), que contiene las rutinas básicas que ayudan a transferir información entre elementos dentro del ordenador 920 personal, tal como durante el arranque, se encuentra almacenado en la ROM 924. El ordenador 920 personal incluye además una unidad 927 de disco duro, una unidad 928 de disco magnético, por ejemplo, para leer desde o escribir en un disco 929 extraíble, y una unidad 930 de disco óptico, por ejemplo, para la lectura de un disco 931 CD-ROM o para leer desde o escribir en otro medio óptico. La unidad 927 de disco duro, la unidad 928 de disco magnético, y la unidad 930 de disco óptico están conectadas al bus 923 de sistema por medio de una interfaz 932 de unidad de disco duro, una interfaz 933 de unidad de disco magnético, y una interfaz 934 de unidad de disco óptico, respectivamente. Las unidades y sus medios asociados legibles por ordenador proporcionan un almacenamiento no volátil de datos, de estructuras de datos, de instrucciones ejecutables por ordenador (un código de programa tal como bibliotecas de enlace dinámico, y archivos ejecutables), etc., para el ordenador 920 personal. Aunque la descripción de medios legibles por ordenador que antecede se refiere a un disco duro, un disco magnético y un CD extraíbles, también pueden incluir otros tipos de medios que sean legibles por un ordenador, tal como casetes magnéticos, tarjetas de memoria flash, discos de vídeo digital, cartuchos de Bernoulli, y similares.

Puede almacenarse un cierto número de módulos de programa en las unidades y en la RAM 925, incluyendo un sistema operativo 935, uno o más programas 936 de aplicación, otros módulos 937 de programa, y datos 938 de programa. Un usuario puede introducir comandos e información en el ordenador 920 personal a través de un teclado 940 y de un dispositivo puntero tal como un ratón 942. Otros dispositivos de entrada (no representados) pueden incluir un micrófono, una palanca de juegos, un panel de juegos, una antena parabólica, o similares. Estos y otros dispositivos de entrada se encuentran con frecuencia conectados a la unidad 921 de procesamiento a través de una interfaz 946 de puerto serie que está acoplada al bus de sistema, pero pueden estar conectados por medio de otras interfaces, tal como un puerto paralelo, un puerto para juegos o un bus en serie universal (USB). Un monitor 947 u otro tipo de dispositivo de visualización, se encuentra también conectado al bus 923 de sistema por medio de una interfaz, tal como un controlador de visor o un adaptador 948 de vídeo. Además del monitor, los ordenadores personales incluyen típicamente otros dispositivos de salida periféricos (no representados), tales como altavoces e impresoras.

El ordenador 920 personal puede funcionar en un entorno de red que utiliza conexiones lógicas con uno o más ordenadores remotos, tal como un ordenador 949 remoto. El ordenador 949 remoto puede ser un servidor, un encaminador, un dispositivo afín u otro nodo de red común, y típicamente incluye muchos de, o todos, los elementos descritos en relación con el ordenador 920 personal, aunque en la Fig. 9 solamente se ha ilustrado un dispositivo 950 de almacenamiento en memoria. Las conexiones lógicas representadas en la Figura 9 incluyen una red 951 de área local (LAN) y una red 952 de área amplia (WAN). Tales entornos de red son comunes en oficinas, redes de ordenadores de empresa, intranets e Internet.

Cuando se usa en un entorno de red LAN, el ordenador 920 personal se conecta a la red 951 local a través de una interfaz o adaptador 953 de red. Cuando se utiliza en un entorno de red WAN, el ordenador 920 personal incluye típicamente un módem 954 u otro medio para establecer comunicaciones por la red 952 de área amplia, tal como Internet. El módem 954, que puede ser interno o externo, se conecta al bus 923 de sistema a través de la interfaz 946 de puerto serie. En un entorno de red, los módulos de programa representados en relación con el ordenador 920 personal, o porciones de los mismos, pueden estar almacenados en el dispositivo remoto de almacenamiento en memoria. Las conexiones de red mostradas son simplemente ejemplos, y se pueden utilizar otros medios de establecimiento de un enlace de comunicaciones entre los ordenadores.

Conclusión

Si bien la invención ha sido ilustrada utilizando una implementación específica como ejemplo, el ámbito de la invención no se limita a la implementación específica. Por ejemplo, es posible usar predicción espacial para ambos bloques de crominancia y luminancia utilizando técnicas similares. Además, se puede usar predicción espacial para codificar los parámetros de bloque codificados para ambos cuadros, intra y pronosticados. La implementación utiliza tablas de Huffman para generar códigos de longitud variable. De hecho, se puede utilizar una diversidad de procedimientos de codificación de entropía para generar un código de longitud variable para cada parámetro de bloque codificado combinado. Por ejemplo, se pueden usar diversas formas de codificación aritmética y/o de longitud de secuencia. Cada uno de estos procedimientos de codificación asigna códigos más largos a las señales de entrada que se generan menos frecuentemente, mientras que asigna códigos más cortos a las señales de entrada más frecuentes. Según se ha indicado anteriormente, se pueden aplicar los procedimientos de codificación para mejorar la eficacia de los encabezamientos de macrobloque en los procedimientos de codificación basados en cuadros y basados en
objetos.

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La siguiente es una lista de realizaciones preferidas adicionales de la invención:

Realización 1: En un codificador de vídeo para codificar imágenes de vídeo en un formato en bloques, un procedimiento para mejorar la compresión de las imágenes de vídeo, que comprende:

para un macrobloque en un cuadro de vídeo, determinar si los valores de textura para los valores de color del macrobloque están codificados, y establecer los parámetros de bloque codificados correspondientes a los colores, para indicar si los valores de textura están o no codificados;

formar un parámetro combinado que representa todos los parámetros de bloque codificados para el macrobloque;

determinar un único código de longitud variable para el parámetro combinado del macrobloque; y

repetir las etapas anteriores para los macrobloques en la imagen de vídeo.

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Realización 2: El procedimiento de la realización 1, en el cual:

los valores de textura son valores de crominancia U y V, y valores de luminancia Y,

el macrobloque incluye un bloque para U, un bloque para V y cuatro bloques para Y;

y los parámetros de bloque codificados incluyen un bit para U y otro para V, que indican si los correspondientes bloques U y V están codificados, y cuatro bits para Y, que indican si los cuatro bloques Y correspondientes están codificados.

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Realización 3: El procedimiento de la realización 1, en el cual la etapa de formación influye formar un parámetro combinado que representa todos los parámetros de bloque codificados y un parámetro que representa el tipo de macrobloque para el macrobloque.

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Realización 4: El procedimiento de la realización 1, que incluye adicionalmente:

seleccionar un predictor para los parámetros de bloque codificados; y

calcular una operación lógica OR exclusivo entre el predictor y los parámetros de bloque codificados, a fin de calcular parámetros de bloque codificados pronosticados, formando los parámetros de bloque codificados pronosticados al menos una parte del parámetro combinado de bloque codificado para el macrobloque;

en el cual la etapa de determinar el código único de longitud variable incluye buscar el parámetro combinado de bloque codificado en una tabla de codificación de longitud variable, para hallar el código único de longitud variable para el parámetro combinado de bloque codificado.

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Realización 5: El procedimiento de la realización 4, en el cual

los valores de textura son valores U y V de crominancia, y valores Y de luminancia,

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y los parámetros de bloque codificados incluyen un bit para U y otro para V, que indican si los correspondientes bloques U y V están codificados, y cuatro bits para Y que indican si los cuatro bloques Y correspondientes están codificados; y

la etapa de seleccionar un predictor incluye calcular un bloque predictor para cada uno de los cuatro bloques Y.

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Realización 6: El procedimiento de la realización 4, en el cual

y los parámetros de bloque codificados incluyen un bit para U y uno para V, que indican si los correspondientes bloques U y V están codificados, y cuatro bits para Y que indican si los cuatro bloques Y correspondientes están codificados; y

la etapa de seleccionar un predictor incluye calcular un bloque predictor para los bloques U y V.

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Realización 7: El procedimiento de la realización 4, en el cual la etapa de seleccionar un predictor incluye:

calcular un gradiente horizontal de parámetros de bloque codificados para bloques contiguos, situados adyacentes entre sí en una dirección horizontal;

calcular un gradiente vertical de parámetros de bloque codificados para bloques contiguos, situados adyacentes entre sí en una dirección vertical;

determinar si el gradiente es más pequeño en la dirección vertical o en la horizontal; y

seleccionar el bloque contiguo en la dirección del gradiente más pequeño como el predictor para el bloque.

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Realización 8: El procedimiento de la realización 1, que comprende adicionalmente:

seleccionar un predictor para al menos un primer parámetro de bloque codificado; y

calcular un valor pronosticado que representa un cambio en el valor entre el predictor y el primer parámetro de bloque codificado, en donde el parámetro combinado incluye el valor pronosticado.

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Realización 9: El procedimiento de la realización 1, en el cual la imagen de vídeo comprende dos o más planos de objeto de vídeo, estando cada uno dividido en macrobloques, y las etapas de la realización 1 se repiten para los macrobloques de cada uno de los planos de objeto de vídeo.

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Realización 10: Un medio legible por ordenador en el cual están almacenadas instrucciones para llevar a cabo las etapas de la realización 1.

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Realización 11: En un descodificador de vídeo, un procedimiento para descodificar un macrobloque, que comprende:

recibir un código de longitud variable que representa un parámetro combinado de bloque codificado para el macrobloque que representa a todos los parámetros de bloque codificados para el macrobloque;

buscar el código de longitud variable en una tabla de codificación de longitud variable para hallar una correspondiente entrada para el código de longitud variable que representa al parámetro combinado de bloque codificado; y

utilizar los indicadores codificados en el parámetro combinado de bloque codificado para determinar si la textura está codificada para los bloques correspondientes a cada indicador.

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Realización 12: El procedimiento de la realización 11, en el que se utiliza una primera tabla de codificación de longitud variable para los macrobloques en intra-cuadros en una secuencia de imagen, y se utiliza una segunda tabla de codificación de longitud variable para los macrobloques en los cuadros de imagen pronosticados.

Realización 13: El procedimiento de la realización 12, en el cual la primera tabla de codificación de longitud variable almacena entradas para códigos de longitud variable, representando cada una un parámetro combinado de macrobloque que incluye patrones de bloque codificado para crominancia y luminancia; y

en el cual la segunda tabla de codificación de longitud variable almacena entradas para códigos de longitud variable, representando cada una un parámetro combinado de macrobloque que incluye patrones de bloque codificado para crominancia y luminancia.

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Realización 14: El procedimiento de la realización 13, en el cual los parámetros combinados de macrobloque en la primera tabla también incluyen un parámetro que representa el tipo de macrobloque.

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Realización 15: El procedimiento de la realización 11, en el cual al menos uno de los parámetros de bloque codificados en los parámetros combinados de bloques codificados es un parámetro de bloque codificado espacialmente pronosticado; y que incluye adicionalmente:

después de buscar el código de longitud variable en la tabla de codificación de longitud variable,

calcular un bloque predictor entre los bloques contiguos de un bloque correspondiente al parámetro de bloque codificado espacialmente pronosticado, y

calcular un valor de parámetro de bloque codificado para el bloque a partir del parámetro de bloque codificado espacialmente pronosticado, y un parámetro de bloque codificado para el bloque predictor.

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Realización 16: El procedimiento de la realización 15, en el cual la etapa de calcular el bloque predictor incluye:

calcular gradientes espaciales del parámetro de bloque codificado entre pares de bloques contiguos; y

seleccionar un bloque en una dirección de un mínimo gradiente espacial como el bloque predictor.

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Realización 17: El procedimiento de la realización 16, en el cual el cálculo del parámetro de bloque codificado para el bloque incluye:

calcular la operación lógica OR exclusivo del parámetro de bloque codificado espacialmente pronosticado y el parámetro de bloque codificado para el bloque predictor.

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Realización 18: El procedimiento de la realización 11, en el cual el parámetro combinado de bloque codificado representa parámetros de bloque codificados para cada bloque de luminancia y cada bloque de crominancia en el macrobloque.

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Realización 19: Un medio legible por ordenador en el cual se almacenan instrucciones para llevar a cabo el procedimiento de la realización 11.

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Realización 20: Un medio legible por ordenador en el cual está almacenada una secuencia de cuadros de vídeo codificados que comprende:

macrobloques intra-cuadro, incluyendo cada macrobloque codificado con intra-cuadros un código de longitud variable que representa un parámetro combinado que incluye un parámetro de bloque codificado para cada bloque de luminancia y cada bloque de crominancia en el macrobloque;

macrobloques de cuadro pronosticado, incluyendo cada macrobloque codificado de cuadro pronosticado un código de longitud variable que representa un parámetro combinado que incluye un parámetro de bloque codificado para cada bloque de luminancia y cada bloque de crominancia en el macrobloque;

en el cual al menos uno de los parámetros de bloque codificados está espacialmente pronosticado a partir de un bloque contiguo antes de integrarse en el parámetro combinado de bloque codificado para un correspondiente macrobloque.

Claims

1. Un procedimiento de reconstruir, en un descodificador de vídeo, una o más imágenes de vídeo en una secuencia de vídeo, comprendiendo el procedimiento:

para cada macrobloque de macrobloques plurales, descodificar (64, 66, 74) un patrón de bloque codificado, en donde el patrón de bloque codificado, CBP, indica cuáles de los bloques plurales de luminancia y los bloques plurales de crominancia del macrobloque tienen datos correspondientes de coeficientes de transformación en un flujo de datos, y en donde la descodificación comprende, para cada macrobloque de los macrobloques plurales:

recibir un código de longitud variable, en donde el código de longitud variable recibido para el patrón de bloque codificado indica una entrada de tabla de códigos en una tabla de códigos, especificando la entrada de la tabla de códigos un parámetro combinado que representa primera información para los bloques plurales de luminancia del macrobloque, y segunda información para los bloques plurales de crominancia del macrobloque, indicando la segunda información los bits plurales del patrón del bloque codificado para la crominancia, CBPC, del patrón de bloque codificado;

descodificar el código de longitud variable recibido para obtener la primera información y la segunda información para el patrón de bloque codificado, en donde la primera información incluye bits plurales, y en donde los bits plurales incluyen bits plurales de ajuste de pronosticador; calcular un predictor por pronóstico espacial, en donde el predictor incluye bits plurales de predictor; y

determinar el patrón de bloque codificado, que incluye utilizar los bits plurales de ajuste de predictor y los bits plurales del predictor para determinar los bits plurales del patrón de bloque codificado para la luminancia, CBPY, del patrón de bloque codificado; y

utilizar los patrones de bloque codificados para los macrobloques plurales en la reconstrucción.

2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el cual el empleo de los bits plurales de ajuste del predictor y los bits plurales del predictor comprende calcular una operación lógica XOR bit a bit entre los bits plurales de ajuste del predictor y los bits plurales del predictor.

3. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, en el cual el descodificador de vídeo realiza la predicción espacial para macrobloques de tipo intra-cuadro, pero no otros tipos de macrobloques.

4. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el cual al menos alguno de los pronósticos espaciales se basa en patrones de bloque codificados previamente descodificados.

5. Un procedimiento de codificar, en un codificador de vídeo, una o más imágenes de vídeo en una secuencia de vídeo, comprendiendo el procedimiento:

para cada macrobloque de macrobloques plurales, codificar un patrón de bloque codificado, CBP, en donde el patrón de bloque codificado indica cuáles de los bloques plurales de luminancia y los bloques plurales de crominancia del macrobloque tienen datos correspondientes de coeficientes de transformación en un flujo de datos, y en donde la codificación comprende, para cada macrobloque de los macrobloques plurales:

calcular (108) un predictor por predicción espacial, en donde el predictor incluye bits plurales del predictor;

para los bloques plurales de luminancia del macrobloque, determinar (110) una primera información utilizando los bits plurales del patrón de bloque codificado para la luminancia, CBPY, del patrón de bloque codificado y los bits plurales del predictor, en donde la primera información incluye bits plurales de ajuste del predictor;

codificar (112) un código de longitud variable, en donde el código de longitud variable indica una entrada de una tabla de códigos en una tabla de códigos, especificando la entrada de la tabla de códigos un parámetro combinado que representa la primera información y la segunda información, indicando la segunda información bits plurales del patrón de bloque codificado para la crominancia, CBPC, del patrón de bloque codificado; y

emitir el código de longitud variable.

6. El procedimiento de la reivindicación 5, en el cual la determinación comprende calcular una operación lógica XOR bit a bit entre los bits plurales del CBPY del patrón de bloque codificado y los bits plurales del predictor.

7. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 5 a 6, en el cual el codificador de vídeo lleva a cabo la predicción espacial para macrobloques de tipo intra-cuadro, pero no otros tipos de macrobloques.

8. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, en el cual al menos alguna de las predicciones espaciales se basa en patrones de bloque codificado previamente codificados.

9. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el cual la predicción espacial se basa, al menos en parte, en una comparación que involucra a un bloque adyacente superior izquierdo y un bloque adyacente superior con respecto a un bloque dado.

10. El procedimiento de la reivindicación 9, en el cual al menos uno entre el bloque adyacente superior izquierdo y el bloque adyacente superior está dentro de un macrobloque distinto al bloque dado.

11. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el cual, para cada macrobloque de los macrobloques plurales, el macrobloque consiste en cuatro bloques de luminancia de 8x8 y dos bloques de crominancia de 8x8, y el patrón de bloque codificado consiste en seis bits de cada, indicando cada uno si un correspondiente bloque de los cuatro bloques de luminancia y dos bloques de crominancia tiene datos de coeficientes de transformación en el flujo de bits.

12. Un medio legible por ordenador que tenga almacenadas en el mismo, instrucciones ejecutables por ordenador para causar que un sistema de ordenador programado por las mismas lleve a cabo el procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11.