ES2343885T3

ES2343885T3 - Metodo de codificacion de imagenes.

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Publication number: ES2343885T3
Application number: ES02019180T
Authority: ES
Inventors: Shinya Kadono
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 1996-10-30
Filing date: 1997-10-29
Publication date: 2010-08-12
Anticipated expiration: 2017-10-29
Also published as: EP1271961A3; US20030007697A1; KR19990076900A; MY124128A; DE69709847D1; DE69709847T2; US6748117B2; EP1271961A2; EP0873015A4; US20010024526A1; ID21363A; TW366669B; CN1154369C; WO1998019461A1; EP1075144A1; JP3176378B2; EP0873015B1; US6487315B2; DE69719100D1; CN1377190A

Abstract

Método de codificación de imágenes para codificar una señal de bloque correspondiente a un bloque que se debe codificar sobre la base de múltiples píxeles periféricos posicionados en las proximidades de un píxel incluido en el bloque que se debe codificar, en el que el bloque se obtiene dividiendo la señal de imagen en múltiples bloques y cada bloque incluye un número preestablecido de píxeles, comprendiendo el método: sustituir un píxel no codificado entre los múltiples píxeles periféricos por un pseudopíxel que se obtiene, sobre la base de una norma preestablecida, a partir de un píxel codificado de entre los píxeles periféricos, estando el píxel no codificado en un bloque no codificado y estando el píxel codificado en un bloque codificado; codificar la señal de bloque sobre la base del pseudopíxel correspondiente al píxel no codificado y el píxel codificado, y dar salida a una señal de bloque codificada; y descodificar la señal de bloque codificada para generar una señal de bloque descodificada; en el que dicha sustitución de un píxel no codificado es una etapa de sustitución del píxel no codificado por el pseudopíxel que se obtiene, sobre la base de la norma preestablecida, a partir del píxel descodificado correspondiente al píxel codificado, y dicha codificación de la señal de bloque es una etapa de realización de un proceso de codificación con pérdidas para la señal de bloque que se debe codificar, mediante referencia al pseudopíxel correspondiente al píxel no codificado y el píxel descodificado.

Description

Método de codificación de imágenes.

Campo técnico

La presente invención se refiere a métodos de codificación de imágenes.

Antecedentes de la técnica

Los procesos convencionales de codificación de imágenes se dividen en términos generales en dos de entre procesos de codificación realizados en unidades de bloque, representados por métodos de codificación basados en el MPEG2, y procesos de codificación realizados en unidades de píxel, tales como la modulación por impulsos codificados diferencial (DPCM: Modulación por Impulsos Codificados Diferencial).

El proceso de codificación en unidades de bloque es un método en el que una región de visualización de una sola imagen se divide en diversos bloques, y se realiza bloque a bloque un proceso de codificación para una señal de imagen que se introduce (a la que en lo sucesivo se hará referencia como señal de imagen de entrada). En este caso, la región de visualización de una sola imagen se corresponde con una única pantalla de visualización en el proceso de codificación basado en el MPEG2, y, en un proceso de codificación basado en el MPEG4, se corresponde con una región de visualización que tiene una forma y un tamaño correspondientes a cada objeto sobre una única pantalla de visualización. Además, cada uno de los bloques antes mencionados es una región de visualización compuesta por un número preestablecido de píxeles dentro de la región de visualización de una sola imagen, y, en muchos casos, como forma del bloque, se usa una forma de rectángulo que se procesa fácilmente.

Tal como se ha descrito anteriormente, en el método de codificación en el que se realiza bloque a bloque un proceso de codificación para una señal de imagen de entrada, el proceso de codificación para la señal de imagen de entrada correspondiente a una región de visualización de una sola imagen se completa en cada bloque. Por lo tanto, existe la ventaja de que, incluso aunque se produzca un error de transmisión cuando se transmita una señal de imagen codificada obtenida mediante la realización del proceso de codificación para la señal de imagen de entrada, la influencia del error se puede hacer converger en cada bloque.

No obstante, el método de codificación bloque a bloque adolece de los siguientes inconvenientes.

Como en el método de codificación bloque a bloque el proceso de codificación para la señal de imagen de entrada se completa en cada bloque, es difícil usar una correlación de píxeles entre bloques, es decir, una correlación de valores de píxeles que están presentes en bloques diferentes, en el proceso de codificación.

Además, en un método de codificación predictivo para una señal de imagen, el valor de un píxel correspondiente a un píxel objetivo de codificación, el cual es un objetivo de codificación (el valor de un píxel objetivo de codificación), se predice en referencia a valores de píxeles correspondientes a múltiples píxeles codificados que han sido codificados previamente (valores de píxeles codificados), y el valor del píxel objetivo de codificación se codifica de forma adaptativa usando el valor del píxel predicho. No obstante, en este método de codificación predictivo, cuando el proceso de codificación se realiza bloque a bloque, los valores de píxeles codificados a los que se hará referencia cuando se codifique el valor del píxel objetivo de codificación se limitan a píxeles dentro de cada bloque, de manera que el número de los valores de los píxeles codificados de referencia es pequeño. Por lo tanto, se reduce la precisión del valor predicho del píxel objetivo de codificación, y la eficacia de codificación no presenta un gran
aumento.

Por otro lado, el método de codificación en unidades de píxel es un método en el que una señal de imagen de entrada se codifica píxel a píxel, y, en este método de codificación, es posible cambiar el proceso de codificación para la señal de imagen de entrada píxel a píxel. Por lo tanto, cuando este método de codificación incluye un proceso de codificación universal, tal como la codificación aritmética adaptativa, en la que palabras de código se actualizan automáticamente píxel a píxel de forma adaptativa a las características de la señal de imagen de entrada, se puede codificar, con una eficacia de codificación significativamente elevada, una señal de imagen que presente cualquier característica.

No obstante, como, en el lado de descodificación, una señal de imagen codificada obtenida mediante el método de codificación píxel a píxel que incluye el proceso de codificación universal se somete a un proceso de descodificación en el que se actualizan palabras de código de la misma manera que en el lado de codificación, cuando se produce un error de transmisión al transmitir la señal de imagen codificada, el estado en el que el proceso de descodificación para la señal de imagen codificada no se puede llevar a cabo de forma precisa debido a la influencia del error de transmisión sobre el lado de descodificación tiene una larga duración.

En relación con esto, el método de codificación bloque a bloque y el método de codificación píxel a píxel se pueden combinar, y, en un método de codificación en el que se combinen estos métodos de codificación (haciéndose referencia en lo sucesivo a este método de codificación, con fines explicativos, como método de codificación combinado), las palabras de código se pueden cambiar de forma adaptativa para cada píxel, y la influencia del error de transmisión se puede hacer converger en cada bloque, con lo cual se puede realizar un proceso de codificación con una alta eficacia de codificación, tal como una codificación aritmética adaptativa, al mismo tiempo que se suprime la influencia del error de transmisión.

A continuación, se ofrece una descripción de este método de codificación combinado.

La figura 13(a) muestra el estado en el que una pantalla de un único cuadro se divide en una pluralidad de bloques rectangulares, y la figura 13(b) muestra la disposición de píxeles en bloques, especialmente en un bloque objetivo de codificación, el cual es un objetivo de codificación, y bloques en las proximidades del bloque objetivo de codificación. Huelga decir que estos píxeles están dispuestos en una matriz a lo largo de líneas de exploración horizontales en la pantalla de un único cuadro.

En las figuras, FG indica una pantalla correspondiente a un único cuadro, B1 indica un bloque codificado en el que ya se ha realizado un proceso de codificación para una señal de imagen, Bx indica un bloque objetivo de codificación que es el objetivo de la codificación, y B0 indica un bloque sin codificar en el que no se ha realizado un proceso de codificación para una señal de imagen. Cuando no se hace ninguna distinción entre bloques, los bloques se indican con B. BLu, BLs, BLh y BLm indican, respectivamente, los límites superior, inferior, izquierdo, y derecho del bloque objetivo de codificación en la pantalla de un único cuadro. Un círculo de línea continua muestra un píxel codificado cuyo valor de píxel ya ha sido codificado, y un círculo de línea de trazos muestra un píxel sin codificar cuyo valor de píxel no ha sido codificado todavía. Cada bloque B es una región de visualización de imagen que comprende 4 x 4 píxeles, en la pantalla de un solo cuadro FG.

La figura 14 muestra relaciones posicionales entre un píxel objetivo de codificación Px a codificar y píxeles periféricos P0 a P9 que rodean al píxel objetivo de codificación, y se hace referencia a los valores de píxel de estos píxeles periféricos P0 a P9 cuando se predice el valor de píxel correspondiente al píxel objetivo de codificación Px, de manera que, en lo sucesivo, a estos píxeles se les denomina píxeles de referencia.

Los píxeles de referencia P8 y P9 son píxeles que están posicionados en la misma línea de exploración horizontal que el píxel objetivo de codificación Px, y los píxeles de referencia P9 y P8 están posicionados, respectivamente, un píxel y dos píxeles antes que el píxel objetivo de codificación Px. Las posiciones de los píxeles de referencia P5 y P1 en la dirección horizontal de la pantalla del cuadro único FG se corresponden con la posición del píxel objetivo de codificación Px, y los píxeles de referencia P5 y P1 están posicionados en una línea de exploración horizontal, respectivamente, un píxel y dos píxeles más arriba que el píxel objetivo de codificación Px. Además, los píxeles de referencia P3, P4, P6 y P7 son píxeles que están posicionados en la misma línea de exploración horizontal que el píxel de referencia P5, y los píxeles de referencia P4 y P3 están posicionados, respectivamente, un píxel y dos píxeles antes que el píxel objetivo de codificación Px, y los píxeles de referencia P6 y P7 están posicionados, respectivamente, un píxel y dos píxeles después del píxel objetivo de codificación Px. Además, los píxeles de referencia P0 y P2 son píxeles que están posicionados en la misma línea de exploración horizontal que el píxel de referencia P1, el píxel de referencia P0 está posicionado un píxel antes que el píxel de referencia P1, y el píxel de referencia P2 está posicionado un píxel después del píxel de referencia P1.

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Inicialmente, en el método de codificación combinado, una señal de imagen que se corresponde con la pantalla de un solo cuadro FG se divide de forma correspondiente en múltiples bloques B que constituyen la pantalla de un solo cuadro tal como se muestra en la figura 13(a) y la figura 13(b), y se realiza bloque a bloque un proceso de codificación para la señal de imagen dividida.

Este proceso de codificación bloque a bloque se completa: realizando un proceso horizontal en el que se codifican sucesivamente valores de píxeles de izquierda a derecha a lo largo de cada línea horizontal de píxeles en un bloque B, para la totalidad de las líneas horizontales de píxeles en el bloque desde la línea superior hasta la línea inferior.

En este proceso de codificación, tal como se muestra en la figura 14, el valor de píxel correspondiente al píxel objetivo de codificación Px se predice de forma adaptativa a partir de los valores de píxel correspondientes a los píxeles de referencia P0 a P9 posicionados en las proximidades del píxel objetivo de codificación, y se seleccionan de forma adaptativa palabras de código usadas para el proceso de codificación del píxel objetivo de codificación según un valor predicho obtenido mediante la predicción.

Por lo tanto, en el método de codificación combinado, la influencia del error de transmisión sobre el lado de descodificación se puede hacer converger en cada bloque, y la eficacia de la codificación se puede mejorar en comparación con el proceso simple de codificación de bloque a bloque.

La figura 16(a), la figura 16(b) y la figura 17 son diagramas para explicar un método de descodificación combinado correspondiente al método de codificación combinado antes mencionado, y en las figuras, B' indica cada bloque en un único cuadro, Bx' indica un bloque objetivo de descodificación, B1' indica un bloque ya descodificado, B0' indica un bloque no descodificado, BLu', BLs', BLh', y BLm' indican límites de bloques correspondientes, respectivamente, al bloque objetivo de descodificación Bx' en los lados superior, inferior, izquierdo, y derecho, y P0' a P9' indican píxeles de referencia correspondientes a un píxel objetivo de descodificación Px'. En este caso, la disposición de los píxeles de referencia P0' a P9' con respecto al píxel objetivo de descodificación Px' es idéntica a la descrita para el proceso de codificación mostrado en la figura 13(a), la figura 13(b), y la figura 14.

Inicialmente, en el método de descodificación combinado, una señal de imagen correspondiente a una pantalla de un solo cuadro FG' se divide de forma correspondiente en múltiples bloques B' que constituyen la pantalla de un solo cuadro tal como se muestra en la figura 16(a) y la figura 16(b), y se realiza bloque a bloque un proceso de descodificación para la señal de imagen dividida.

Este proceso de descodificación bloque a bloque se completa realizando un proceso horizontal en el que se descodifican sucesivamente valores de píxeles de izquierda a derecha a lo largo de cada línea horizontal de píxeles en un bloque B', para la totalidad de las líneas horizontales de píxeles en el bloque desde la línea superior hasta la línea inferior.

En este proceso de descodificación, tal como se muestra en la figura 17, el valor de píxel correspondiente al píxel objetivo de descodificación Px' se predice de forma adaptativa a partir de los valores de píxel correspondientes a los píxeles de referencia P0' a P9' posicionados en las proximidades del píxel objetivo de descodificación, y se seleccionan de forma adaptativa palabras de código usadas para el proceso de descodificación del píxel objetivo de descodificación Px' según un valor predicho obtenido mediante la predicción.

No obstante, el método de codificación combinado en el que se combinan el proceso de codificación bloque a bloque y el proceso de codificación píxel a píxel tiene los siguientes inconvenientes.

En este método de codificación combinado, como el proceso de codificación avanza bloque a bloque, cuando el píxel objetivo de codificación Px colinda con el límite derecho BLm del bloque objetivo de codificación Bx tal como se muestra en la figura 15, los píxeles de referencia P2, P6, y P7 correspondientes al píxel objetivo de codificación, Px son píxeles no codificados.

En este caso, cuando el valor del píxel correspondiente al píxel objetivo de codificación Px se predice en referencia a los valores de píxel correspondientes a los píxeles no codificados P2, P6, y P7, y el valor de píxel correspondiente al píxel objetivo de codificación Px se codifica usando el valor predicho, en el lado de descodificación no se puede descodificar de forma precisa una señal de imagen codificada correspondiente a este píxel objetivo de codificación Px.

Más específicamente, para descodificar de forma precisa una señal de imagen codificada que se obtiene codificando el valor de píxel correspondiente al píxel objetivo de codificación Px usando el valor predicho, el valor predicho del píxel objetivo de descodificación Px' usado en el proceso de descodificación debe concordar con el valor predicho del píxel objetivo de codificación Px correspondiente al píxel objetivo de descodificación Px', usado en el proceso de codificación. En otras palabras, en el lado de codificación, los valores de los píxeles de referencia a los que se hace referencia para generar el valor predicho del píxel objetivo de codificación Px deben concordar completamente con los valores de los píxeles de referencia a los que se hace referencia para generar el valor predicho del píxel objetivo de descodificación Px' correspondiente al píxel objetivo de codificación Px.

Por esta razón, por ejemplo, tal como se muestra en la figura 15, cuando se realiza el proceso de codificación para el píxel objetivo de codificación Px, si el valor predicho del píxel objetivo de codificación Px se genera en referencia a los valores de píxel de los píxeles no codificados P2, P6, y P7 entre los píxeles de referencia P0 a P9 correspondientes al píxel objetivo de descodificación Px, tal como se muestra en la figura 18, cuando se realiza en el lado de descodificación el proceso de descodificación para el píxel objetivo de descodificación Px', el valor predicho del píxel objetivo de descodificación Px' se genera en referencia a los valores de píxel de los píxeles de referencia P0' a P9' correspondientes al píxel objetivo de descodificación Px', aunque entre los píxeles de referencia P0' a P9', en el lado de descodificación no se obtienen valores de píxel correspondientes a los píxeles no descodificados P2', P6', y P7', de tal manera que el valor de píxel del píxel objetivo de descodificación Px' correspondiente al píxel objetivo de codificación Px no se puede descodificar.

Por esta razón, en el método de codificación combinado convencional, para evitar el problema de que el proceso de descodificación se complica cuando se incluyen píxeles no codificados en los píxeles de referencia P0 a P9 correspondientes al píxel objetivo de codificación Px tal como se ha descrito anteriormente, se aplica una contramedida en la que el valor predicho del píxel objetivo de codificación Px se genera con los valores de píxel de los píxeles no codificados considerados como un valor fijo que se ha establecido previamente (por ejemplo, 0), y el proceso de codificación para el píxel objetivo de codificación Px se realiza usando este valor predicho.

Aunque el método de codificación combinado con la contramedida antes mencionada permite realizar de forma precisa el proceso de descodificación para todos los píxeles en cada bloque usando sus valores predichos, como los valores de píxel correspondientes a los píxeles de referencia que son píxeles no codificados se sustituyen uniformemente por un valor fijo, se deteriora la correlación de valores de píxel entre el píxel no codificado y el píxel codificado, lo cual da como resultado el problema de que se deteriora la eficacia en la predicción del píxel objetivo de codificación, es decir, la precisión del valor predicho del píxel objetivo de codificación.

La presente invención está destinada a resolver los problemas antes descritos, y tiene el objetivo de proporcionar un aparato de procesado de imágenes y un método de procesado de imágenes, que pueden combinar un proceso de codificación adaptativo píxel a píxel y un proceso de codificación bloque a bloque, sin deteriorar la correlación de valores de píxel entre píxeles no codificados y píxeles codificados, evitando que se complique la descodificación de una señal de imagen codificada, y el objetivo de proporcionar un soporte de grabación de datos en el que se graba un programa de procesado de imágenes para realizar el método de procesado de imágenes.

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Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un aparato de procesado de imágenes y un método de procesado de imágenes, que puedan realizar un proceso de descodificación preciso para una señal de imagen codificada que ha sido codificada, sin deteriorar la eficacia en la predicción de píxeles objetivo de codificación, y proporcionar un soporte de grabación de datos en el que se graba un programa de procesado de imágenes para realizar el método de procesado de imágenes.

Descripción de la invención

En la reivindicación 1, se define un método de codificación de imágenes según la presente invención.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 es un diagrama de bloques que ilustra una construcción de un aparato de codificación de imágenes según una primera forma de realización de la presente invención.

La figura 2 es un diagrama de flujo que muestra etapas del proceso de generación de un valor de píxel correspondiente a un píxel no codificado en un proceso de codificación por parte del aparato de codificación de imágenes.

La figura 3 es un diagrama de bloques que ilustra una construcción de un aparato de codificación de imágenes de acuerdo con una segunda forma de realización de la presente invención.

La figura 4 es un diagrama de bloques que ilustra una construcción de un aparato de codificación de imágenes según una tercera forma de realización de la presente invención.

La figura 5 es un diagrama de bloques que ilustra una construcción de un aparato de codificación de imágenes según una cuarta forma de realización de la presente invención.

La figura 6 es un diagrama de bloques que ilustra una construcción de un aparato de codificación de imágenes según una primera modificación de la cuarta forma de realización.

La figura 7 es un diagrama de bloques que ilustra una construcción de un aparato de codificación de imágenes de acuerdo con una segunda modificación de la cuarta forma de realización.

La figura 8 es un diagrama de bloques que ilustra una construcción de un aparato de descodificación de imágenes según una quinta forma de realización de la presente invención.

La figura 9 es un diagrama de flujo que muestra etapas del proceso de generación de un valor de píxel correspondiente a un píxel no descodificado en un proceso de descodificación por parte del aparato de descodificación de imágenes.

La figura 10 es un diagrama de bloques que ilustra una construcción de un aparato de descodificación de imágenes según una sexta forma de realización de la presente invención.

La figura 11 es un diagrama de bloques que ilustra una construcción de un aparato de descodificación de imágenes según una séptima forma de realización de la presente invención.

La figura 12(a), la figura 12(b) y la figura 12(c) son diagramas que muestran un soporte de grabación de datos que contiene un programa para implementar el proceso de codificación mediante el aparato de codificación de imágenes o el proceso de descodificación mediante el aparato de descodificación de imágenes según cualquiera de las formas de realización antes mencionadas en un sistema de ordenador.

La figura 13(a) y la figura 13(b) son diagramas esquemáticos que muestran la división de una pantalla de un solo cuadro en múltiples bloques, en un proceso de codificación bloque a bloque.

La figura 14 es un diagrama esquemático para explicar un proceso adaptativo de codificación píxel a píxel.

La figura 15 es un diagrama esquemático para explicar problemas en un método de codificación combinado en el que se combinan el proceso de codificación bloque a bloque y el proceso de codificación píxel a píxel.

La figura 16(a) y la figura 16(b) son diagramas esquemáticos que muestran la división de una pantalla de un solo cuadro en múltiples bloques, en un proceso de descodificación bloque a bloque.

La figura 17 es un diagrama esquemático para explicar un proceso adaptativo de descodificación píxel a píxel.

La figura 18 es un diagrama esquemático para explicar problemas en un método combinado de descodificación en el que se combinan el proceso de descodificación bloque a bloque y el proceso de descodificación píxel a píxel.

Mejores formas de realización para poner en práctica la invención

Se proporciona una descripción de formas de realización respectivas de la presente invención usando las figuras 1 a 12.

Forma de realización 1

La figura 1 es un diagrama de bloques que ilustra una construcción de un aparato 101 de codificación de imágenes según una primera forma de realización de la presente invención.

El aparato 101 de codificación de imágenes comprende una unidad 2 de formación de bloques para dividir una señal de imagen de entrada Is de forma correspondiente en múltiples bloques que constituyen una región de visualización de una sola imagen (un cuadro), un codificador 16a para recibir una salida Bs de la unidad 2 de formación de bloques y realizar una codificación reversible para un valor de píxel correspondiente a un píxel objetivo de codificación a codificar en un bloque objetivo de codificación a codificar, en referencia a un valor de píxel de predicción (al que en lo sucesivo se hará referencia simplemente como valor de predicción) Sp del píxel objetivo de codificación, y una unidad 110 de generación de valores de predicción para generar el valor de píxel de predicción Sp.

Esta unidad 110 de generación de valores de predicción incluye una memoria principal 4 de almacenamiento masivo capaz de almacenar valores de píxel correspondientes a píxeles que constituyen la señal de imagen de entrada según, por ejemplo, números correspondientes a un cuadro, y una primera y una segunda memorias auxiliares 6a y 6b de periodos de tiempo de retención diferentes, para retener temporalmente valores de píxeles M obtenidos a la salida de la memoria principal 4. En este caso, la memoria principal 4 tiene una construcción en la que a los valores de píxeles correspondientes a los píxeles de referencia P0 a P9 para el píxel objetivo de codificación Px a procesar por el codificador 16a (véase figura 14) se les da salida sucesivamente a partir de los valores de píxeles almacenados, durante un periodo de tiempo requerido para un proceso de codificación de un valor de píxel. La primera memoria auxiliar 6a tiene una construcción en la que los valores de píxeles M a los que se da salida sucesivamente desde la memoria principal 4 se retardan en un píxel, y la segunda memoria auxiliar 6b tiene una construcción en la que los valores de píxeles M a los que se da salida sucesivamente desde la memoria principal 4 se retardan en dos píxeles.

Además, la unidad 110 de generación de valores de predicción incluye un contador 8 para recibir la señal de imagen de entrada Is por cuadro y contar el número de valores de píxeles, y una unidad 10 de decisión de codificados/no codificados para decidir si el valor de píxel al que se está dando salida desde la memoria principal 4 es un valor de píxel correspondiente a un píxel codificado que ya ha sido codificado por el codificador 16a o un valor de píxel correspondiente a un píxel no codificado que todavía no ha sido codificado, según una salida Cout del contador 8 e información BNs referente a números de bloques verticales y horizontales en cada cuadro, suministrada desde el exterior. En este caso, la unidad 10 de decisión realiza también un proceso de medición de una distancia entre un píxel no codificado y un píxel codificado que está en la misma línea de exploración horizontal que el píxel no codificado y más próximo al píxel no codificado, con el número de píxeles. El contador 8 se reinicializa cuando se han introducido los valores de píxeles correspondientes a todos los píxeles que constituyen un cuadro.

Además, la unidad 110 de generación de valores de predicción incluye un conmutador selector 12 para seleccionar y dar salida a una de las salidas M, Ma, y Mb desde la memoria principal 4, y la primera y segunda memorias auxiliares 6a y 6b, respectivamente, según una salida de la unidad 10 de decisión de codificados/no codificados, y un generador 14 de valores de predicción para recibir salidas Sout del conmutador selector 12 como valores de píxel correspondientes a los píxeles de referencia P0 a P9 requeridos para generar un valor de píxel de predicción para el píxel objetivo de codificación Px, y generar el valor de píxel de predicción Sp para el píxel objetivo de codificación Px.

En el aparato 101 de codificación de imágenes, el codificador 16a realiza un proceso de codificación para un valor diferencia entre el valor de píxel correspondiente al píxel objetivo de codificación Px al que se da salida desde la unidad 2 de formación de bloques y su valor de píxel de predicción, y da salida a un valor diferencia codificado como valor de píxel codificado correspondiente al píxel objetivo de codificación Px. En este proceso de codificación, se seleccionan palabras de código para codificar el valor de píxel del píxel objetivo de codificación Px sobre la base del valor de píxel de predicción obtenido a partir de los valores de píxel correspondientes a los píxeles de referencia P0 a P9.

Se proporciona una descripción del funcionamiento.

La figura 2 es un diagrama de flujo que muestra el proceso de codificación del aparato 101 de codificación de imágenes, y a lo largo de este diagrama de flujo se describirá brevemente el flujo del proceso de codificación.

Cuando se introduce una señal de imagen en el aparato 101 de codificación de imágenes, en la memoria principal 4 se almacenan sucesivamente valores de píxel que constituyen la señal de imagen, y la memoria principal 4 da salida a valores de píxel de múltiples píxeles de referencia (píxeles periféricos) P0 a P9 situados en las proximidades de un píxel objetivo de codificación Px, haciéndose referencia a dichos píxeles de referencia cuando se codifica el píxel objetivo de codificación Px (etapa S1).

A continuación, el primer píxel de referencia en los múltiples píxeles de referencia obtenidos por la memoria principal 4 se considera como píxel objetivo de decisión (etapa S2), y la unidad 10 de decisión de codificados/no codificados decide si el píxel objetivo de decisión es o no un píxel codificado (etapa S3). Como en esta unidad 10 de decisión de codificados/no codificados el incremento de la salida del contador Cout está sincronizado con el funcionamiento de la salida sucesiva de los valores de píxel de los nueve píxeles de referencia P0 a P9 de la memoria principal 4 según un reloj de referencia, la salida del contador Cout puede detectar la posición del píxel de referencia al que se está dando salida desde la memoria principal 4, con respecto al píxel objetivo de codificación Px.

Como resultado de la decisión, cuando el píxel de referencia objetivo de decisión es un píxel codificado, su valor de píxel es recibido como valor de píxel de referencia por el generador 14 de valores de predicción (etapa S5), y cuando el píxel de referencia objetivo de decisión no es un píxel codificado, se genera un valor de píxel de referencia (pseudovalor de píxel) de este píxel de referencia a partir de sus píxeles codificados periféricos, y el mismo es recibido por el generador 14 de valores de predicción (etapa S4).

A continuación, se decide si el generador 14 de valores de predicción recibe todos los valores de píxeles de referencia requeridos para codificar el píxel objetivo de codificación (etapa S6), y cuando no se reciben todos los valores de píxeles de referencia requeridos, el siguiente píxel de referencia en los píxeles de referencia obtenidos por la memoria principal 4 se considera como objetivo de decisión (etapa S8), y se repiten los procesos en la etapa S3 a S6. Por otro lado, cuando el generador 14 de valores de predicción recibe todos los valores de píxeles de referencia requeridos, se genera un valor de píxel de predicción para el píxel objetivo de codificación Px según los valores de píxeles de referencia por medio del generador 14 de valores de predicción (etapa S7).

Después de esto, el codificador 16a recibe el valor de píxel correspondiente al píxel objetivo de codificación Px y, simultáneamente, se recibe desde el generador 14 de valores de predicción el valor de píxel de predicción correspondiente al píxel objetivo de codificación Px (etapa S9), y en el codificador 16a se lleva a cabo un proceso de codificación para el valor de píxel correspondiente al píxel objetivo de codificación Px usando el valor de píxel de predicción (etapa S10).

A continuación se proporciona una descripción detallada del funcionamiento del aparato 101 de codificación de imágenes en el proceso de codificación para la señal de imagen, y las operaciones específicas de las unidades respectivas en este aparato en las etapas S1 a S10.

Cuando en el aparato 101 de codificación de imágenes se introduce una señal de imagen de entrada Is, múltiples píxeles que constituyen la señal de imagen de entrada Is se agrupan de forma correspondiente en bloques que constituyen un cuadro, comprendiendo cada bloque múltiples píxeles, por medio de la unidad 2 de formación de bloques, y los valores de píxel correspondientes a los píxeles en cada bloque se envían al codificador 16a y, en el codificador 16a, se lleva a cabo bloque a bloque un proceso de codificación en el que se codifican píxel a píxel valores de píxel correspondientes a píxeles objetivo de codificación Px en referencia a valores de píxel de referencia.

Llegado este momento, los valores de píxel que constituyen la señal de imagen de entrada Is de la estructura de líneas de exploración se almacenan sucesivamente en la memoria principal 4, y a los valores de píxel de píxeles de referencia P0 a P9 correspondientes a los respectivos píxeles objetivo de codificación Px se les da salida con un ciclo de lectura fijo (etapa S1). En la primera y la segunda memorias auxiliares 6a y 6b se retiene temporalmente una salida M de la memoria principal 4. La primera memoria auxiliar 6a retiene la salida de la memoria principal 4 durante un periodo correspondiente a un ciclo de lectura, y la segunda memoria auxiliar 6b la retiene durante un periodo correspondiente a dos ciclos de lectura.

En el contador 8, con el primer valor de píxel en un cuadro como referencia, se cuenta el número de valores de píxel de entrada según la señal de imagen de entrada Is, y a este valor de recuento Cout se le da salida hacia la unidad 10 de decisión de codificados/no codificados. En la unidad 10 de decisión de codificados/no codificados, se introduce desde el exterior información BNs referente a números de bloques verticales y horizontales en un cuadro, y un píxel de referencia designado por la información de números de bloque BNs y la salida del contador 8 se considera como píxel objetivo de decisión sobre el que se va a decidir si es un píxel codificado o un píxel no codificado. Por ejemplo, cuando se toma una decisión sobre un píxel objetivo de codificación Px tal como se muestra en la figura 14, se toman decisiones sobre píxeles de referencia P0 a P9 para este píxel objetivo de codificación, y el píxel P0 a cuyo valor de píxel se da salida desde la memoria principal 4 en primer lugar se considera como píxel objetivo de decisión (etapa S2).

Llegado este momento, el valor de píxel correspondiente al píxel de referencia P0 se retiene en la primera y la segunda memorias auxiliares 6a y 6b durante un periodo de lectura, y dos periodos de lectura, respectivamente. En la unidad 10 de decisión de codificados/no codificados, se calcula la posición del píxel objetivo de codificación en el bloque objetivo de codificación sobre la base de la salida del contador Cout y la información de números de bloque BNs, y se decide si el píxel de referencia es un píxel codificado o un píxel no codificado (etapa S3) y, según el resultado de la decisión, se controla el conmutador selector 12.

Como el píxel de referencia P0 es un píxel codificado tal como se muestra en la figura 14, como resultado de la decisión por parte de la unidad 10 de decisión de codificados/no codificados (etapa S3), el conmutador selector 12 es controlado por la unidad 10 de decisión de codificados/no codificados para seleccionar la salida M de la memoria principal 4, con lo cual el valor de píxel correspondiente al píxel de referencia P0 se almacena, como valor de píxel de referencia, en el generador 14 de valores de predicción.

Después de esto, en la unidad 10 de decisión de codificados/no codificados, se decide si el generador 14 de valores de predicción recibe o no los valores de píxel correspondientes a todos los píxeles de referencia para el píxel objetivo de codificación Px (etapa S6). En este caso, como el generador 14 de valores de predicción no recibe los valores de píxel de referencia de todos los píxeles de referencia P0 a P9, la unidad 10 de codificados/no codificados considera el valor de píxel del píxel de referencia P1, al que se da salida desde la memoria principal 4 después del valor de píxel correspondiente al píxel de referencia P0, como un valor de píxel correspondiente a un píxel objetivo de decisión (etapa S8). Como el píxel de referencia P1 es un píxel codificado igual que el píxel de referencia P0, el valor de píxel correspondiente al píxel de referencia P1 se somete a los procesos de las etapas S3, S5, S6, y S8.

Posteriormente, la unidad 10 de codificados/no codificados considera el valor de píxel correspondiente al píxel de referencia P2, al que se da salida desde la memoria principal 4 después del valor de píxel correspondiente al píxel de referencia P1, como un valor de píxel correspondiente a un píxel objetivo de decisión (etapa S8). Como este píxel de referencia P2 es un píxel no codificado adyacente al píxel codificado, a diferencia de los píxeles de referencia P0 y P1, el conmutador selector 12 es controlado por la unidad 10 de decisión de codificados/no codificados para seleccionar la salida Ma de la primera memoria auxiliar 6a, con lo cual el valor de píxel correspondiente al píxel de referencia P1 se almacena en el generador 14 de valores de predicción como un pseudovalor de píxel correspondiente al píxel de referencia P2 (etapa S4). Después de esto, se ejecutan los procesos de la etapa S6 y la etapa S8.

Además, los píxeles de referencia P3 a P5 se someten a los procesos en las etapas S3, S5, S6, y S8 de la misma manera que la descrita para el píxel de referencia P0, y el píxel de referencia P6 se somete a los procesos en las etapas S3, S4, S6, y S8 de la misma manera que la descrita para el píxel de referencia P2.

Posteriormente, la unidad 10 de codificados/no codificados considera el valor de píxel correspondiente al píxel de referencia P7, al que se da salida desde la memoria principal 4 después del valor de píxel correspondiente al píxel de referencia P6, como valor de píxel correspondiente a un píxel objetivo de decisión (etapa S8). Como este píxel de referencia P7 es un píxel no codificado que está posicionado con un píxel de por medio con respecto al píxel objetivo de codificación Px, a diferencia de los píxeles de referencia P0 a P6, el conmutador selector 12 es controlado por la unidad 10 de decisión de codificados/no codificados para seleccionar la salida Mb de la segunda memoria auxiliar 6b, con lo cual el valor de píxel correspondiente al píxel de referencia P5 se almacena en el generador 14 de valores de predicción como pseudovalor de píxel correspondiente al píxel de referencia P7 (etapa S4). Después de esto, se ejecutan los procesos en la etapa S6 y la etapa S8.

Además, los píxeles de referencia P8 y P9 se someten a los procesos de las etapas S3, S5, y S6 de la misma manera que la descrita para el píxel de referencia P0. Llegado este momento, la unidad 10 de codificados/no codificados decide que el generador 14 de valores de predicción recibe los valores de píxel de referencia correspondientes a todos los píxeles de referencia P0 a P9, y el generador 14 de valores de predicción calcula un valor de píxel de predicción Sp para el píxel objetivo de codificación Px sobre la base de los valores de píxel de referencia recibidos (etapa S7).

Después de esto, el codificador 16a recibe el valor de píxel correspondiente al píxel objetivo de codificación Px y el valor de píxel de predicción Sp (etapa S9), y un valor diferencia entre el valor de píxel correspondiente al valor objetivo de codificación Px y su valor de píxel de predicción Sp se somete a un proceso de codificación, y al valor diferencia codificado se le da salida como señal codificada del píxel objetivo de codificación Px (etapa S10). Este proceso de codificación utiliza palabras de código seleccionadas sobre la base del valor de píxel de predicción Sp.

De esta manera, se codifican sucesivamente los valores de píxeles en los bloques respectivos de un cuadro. Como el primer píxel de un cuadro no tiene ningún píxel codificado como referencia en sus proximidades, su proceso de codificación se lleva a cabo con un valor de píxel de predicción de 0.

Tal como se ha descrito anteriormente, según la primera forma de realización de la invención, cuando se hace referencia a un valor de píxel correspondiente a un píxel no codificado, como se hace referencia a un valor de píxel correspondiente a un píxel codificado en sus proximidades, es posible combinar el proceso adaptativo de codificación píxel a píxel y el proceso de codificación bloque a bloque sin deteriorar la correlación de los valores de píxeles entre el píxel no codificado y el píxel objetivo de codificación, y evitando que la descodificación de una señal codificada se complique. De este modo, se puede hacer converger la influencia del error de transmisión bloque a bloque, y se puede mejorar la eficacia de codificación en comparación con el proceso simple de codificación bloque a bloque, y además, en el lado de descodificación, es posible realizar de forma precisa un proceso de descodificación para una señal codificada que ha sido codificada, sin deterioro en la eficacia de predicción del píxel objetivo de codificación.

Más particularmente, cuando se ha llevado a cabo un proceso de codificación para un píxel objetivo de codificación en referencia a valores de píxeles correspondientes a sus píxeles periféricos en el lado de codificación, también se debe llevar a cabo un proceso de descodificación para un píxel objetivo de descodificación en referencia a valores de píxeles correspondientes a sus píxeles periféricos en el lado de descodificación, y además, los valores de píxeles a los que se hace referencia en el proceso de codificación deben concordar con los valores de píxeles a los que se hace referencia en el proceso de descodificación.

En el método de codificación convencional, cuando el píxel de referencia es un píxel no codificado, se usa un valor fijo como su valor de píxel. No obstante, en este caso, existe el problema de que la correlación de los valores de píxel se deteriora.

Por otro lado, según la presente invención, cuando el píxel de referencia es un píxel no codificado, se genera a partir de píxeles de referencia codificados un pseudovalor de píxel para el píxel no codificado, según una norma preestablecida. Por ejemplo, para los píxeles no codificados P2, P6, y P7 mostrados en la figura 15, sus valores de píxel se deciden exclusivamente a partir de los valores de píxel correspondientes a los píxeles codificados P0, P1, P3, P4, P5, P8 y P9. La manera más sencilla consiste en usar, como pseudovalor de píxel para el píxel no codificado, un valor de píxel correspondiente a un píxel codificado posicionado en la misma línea de exploración horizontal que el píxel no codificado y más próximo a este último. En este caso, el valor de píxel correspondiente al píxel no codificado P2 se sustituye por el valor de píxel correspondiente al píxel codificado P1, y los valores de píxel correspondientes a los píxeles no codificados P6 y P7 se sustituyen por el valor de píxel correspondiente al píxel codificado P5.

De este modo, se incrementa la correlación de valores de píxeles entre el píxel codificado y el píxel no codificado en los límites del bloque, con lo cual se puede obtener un proceso de codificación altamente eficaz que usa el mismo método de predicción que el usado para el interior del bloque en donde la correlación entre píxeles es elevada.

Por lo tanto, una señal de imagen se puede grabar y transmitir con un número menor de bits, sin deteriorar la calidad de la imagen.

Aunque en la primera forma de realización se proporcionan dos memorias auxiliares 6a y 6b de tiempos de retención diferentes para retener la salida M de la memoria principal 4, se puede proporcionar únicamente una memoria auxiliar para retener temporalmente la salida de la memoria principal 4, y el tiempo para la retención del valor de píxel obtenido a la salida de la memoria principal 4 se puede cambiar por medio de la unidad 10 de decisión de codificados/no codificados según la distancia entre el píxel no codificado y el píxel objetivo de codificación.

Además, aunque en la primera forma de realización, en el proceso de codificación para la señal de imagen se hace referencia únicamente al valor de píxel de predicción correspondiente al píxel objetivo de codificación Px, el proceso de codificación se puede realizar basándose, no solamente en el valor del píxel de predicción correspondiente al píxel objetivo de codificación Px, sino también en la probabilidad de predicción que muestra la precisión del valor de píxel de predicción.

En este caso, cuando la señal de imagen que es objetivo del proceso de codificación es una señal de formato binario, como el valor del píxel de predicción es o bien "0" o bien "1", únicamente se puede hacer referencia a la probabilidad de predicción, fijándose el valor del píxel de predicción o bien a "0" o bien a "1".

A continuación se describirá en la presente memoria, como segunda forma de realización de la invención, un aparato de codificación de imágenes para realizar un proceso de codificación de una señal de formato binario en referencia a solamente una probabilidad de predicción en lugar del valor de píxel de predicción, y se describirá, como tercera forma de realización de la invención, un aparato de codificación de imágenes para realizar un proceso de codificación de una señal de imagen multivaluada en referencia tanto al valor de píxel de predicción como a una probabilidad de predicción.

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Forma de realización 2

La figura 3 es un diagrama de bloques que ilustra una construcción de un aparato 102 de codificación de imágenes de acuerdo con una segunda forma de realización de la presente invención. En la figura, las referencias numéricas iguales a las mostradas en la figura 1 designan las mismas partes que en el aparato 101 de codificación de imágenes descrito en la primera forma de realización.

Este aparato 102 de codificación de imágenes incluye un generador 22 de probabilidades de predicción en lugar del generador 14 de valores de predicción del aparato 101 de codificación de imágenes según la primera forma de realización, y tiene una construcción tal que realiza un proceso de codificación para una señal de formato binario cuyo valor de píxel es o bien "0" o bien "1".

El generador 22 de probabilidades de predicción tiene una construcción en la que, como probabilidad de predicción, se obtiene una probabilidad de un valor de píxel correspondiente a un píxel objetivo de codificación Px que coincida con un valor de píxel de predicción, a partir de valores de píxel correspondientes a píxeles de referencia P0 a P9 para el píxel objetivo de codificación Px, y a continuación se da salida hacia el codificador 16b a una señal de probabilidad de predicción Sk para el píxel objetivo de codificación Px.

En este caso, como este aparato 102 de codificación de imágenes es para un proceso de codificación de una señal de formato binario, en el codificador 16b, un valor de predicción que se resta del valor de píxel correspondiente al píxel objetivo de codificación Px se fija o bien a "0" o bien a "1". El codificador 16b tiene una construcción en la que, cuando la probabilidad de predicción es alta, como la probabilidad del valor de píxel correspondiente a píxel objetivo de codificación Px que coincide con su valor de píxel de predicción es alta, se codifica un valor diferencia entre el valor de píxel correspondiente al píxel objetivo de codificación Px y el valor del píxel de predicción mediante un método de codificación que aumenta la eficacia de codificación cuando el valor diferencia es 0, y, por otro lado, cuando la probabilidad de predicción es baja, como la probabilidad de que el valor de píxel correspondiente al píxel objetivo de codificación Px coincida con el valor de píxel de predicción es baja, se codifica un valor diferencia entre el valor de píxel correspondiente al píxel objetivo de codificación Px y el valor del píxel de predicción mediante un método de codificación que aumenta la eficacia de codificación cuando el valor diferencia no es 0.

Se proporciona una descripción de la función y el efecto.

En este caso, no se describe el funcionamiento idéntico al del aparato de codificación de imágenes según la primera forma de realización.

También en el proceso de codificación de señales de formato binario por medio del aparato 102 de codificación de imágenes construido de esta manera, con respecto a píxeles no codificados de entre los píxeles de referencia P0 a P9 para el píxel objetivo de codificación Px, sus valores de píxel se generan a partir de los valores de píxel correspondientes a los píxeles codificados tal como en el aparato 101 de codificación de imágenes según la primera forma de realización, y los valores de píxeles correspondientes a todos los píxeles de referencia P0 a P9 se almacenan en el generador 22 de probabilidades de predicción.

En el generador 22 de probabilidades de predicción, sobre la base de los valores de píxeles correspondientes a los píxeles de referencia P0 a P9, se obtiene una probabilidad de predicción para el píxel objetivo de codificación Px. A esta información de probabilidad de predicción Sk se le da salida desde el generador 22 de probabilidades de predicción hacia el codificador 16b, y, en el codificador 16b, un valor diferencia entre el valor de píxel correspondiente al píxel objetivo de codificación Px y un valor de píxel de predicción establecido previamente se somete a un proceso de codificación según la información de probabilidad de predicción Sk.

Tal como se ha descrito anteriormente, de acuerdo con la segunda forma de realización de la invención, en el aparato 102 de codificación de imágenes para realizar un proceso de codificación de una señal de formato binario, se puede codificar un píxel objetivo de codificación adyacente al límite del bloque, para el cual la generación de un valor de predicción es complicada, al mismo tiempo que se suprime el deterioro de la eficacia de codificación. Por lo tanto, la influencia del error de transmisión se puede hacer converger bloque a bloque, y se puede aumentar la eficacia de codificación en comparación con el proceso simple de codificación bloque a bloque, y, además, en el lado de descodificación, es posible realizar de forma precisa un proceso de descodificación para una señal codificada sin deteriorar la eficacia de la predicción del píxel objetivo de codificación.

En relación con esto, se da a conocer un proceso de codificación basado en una probabilidad de predicción, por ejemplo, en la Norma Internacional JBIG (Grupo Mixto de Expertos en Codificación de Imágenes Binivel), aunque un método de codificación dado a conocer en esta Norma consiste en realizar un proceso de codificación píxel a píxel (no bloque a bloque), de manera que los píxeles de referencia son siempre píxeles codificados, y no se describe el problema que surge cuando los píxeles de referencia son píxeles no codificados en el proceso de codificación bloque a bloque, problema que se resuelve por medio de la presente invención, ni una contramedida sobre cómo fijar valores de píxeles correspondientes a estos píxeles no codificados.

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Forma de realización 3

La figura 4 es un diagrama de bloques que ilustra una construcción de un aparato 103 de codificación de imágenes según una tercera forma de realización de la presente invención. En la figura, las referencias numéricas iguales a las mostradas en la figura 1 designan las mismas partes que en el aparato 101 de codificación de imágenes descrito en la primera forma de realización.

Este aparato 103 de codificación de imágenes está destinado a realizar un proceso de codificación para una señal de imagen multivaluada según se ha descrito anteriormente, y tiene una construcción en la que una unidad 130 de generación de probabilidades de predicción incluye un generador 22 de probabilidades de predicción además del generador 14 de valores de predicción del aparato 101 de codificación de imágenes descrito en la primera forma de realización.

Igual que el generador 14 de valores de predicción, el generador 22 de probabilidades de predicción tiene una construcción para recibir salidas Sout del conmutador selector 12, para almacenar sucesivamente valores de píxel correspondientes a píxeles de referencia P0 a P9 para un píxel objetivo de codificación Px, y para dar salida, sobre la base de estos valores de píxeles, a una probabilidad de predicción Sk que muestra la precisión de un valor de píxel de predicción Sp que se predice sobre la base de los píxeles de referencia P0 a P9 en el generador 14 de valores de predicción.

El codificador 16c tiene una construcción en la que el valor de píxel correspondiente al píxel objetivo de codificación se codifica basándose en el valor de píxel de predicción Sp del generador 14 de valores de predicción y en la probabilidad de predicción Sk del generador 22 de probabilidades de predicción.

Más específicamente, cuando la precisión del valor de píxel de predicción es alta, como la diferencia entre el valor de píxel correspondiente al píxel objetivo de codificación y el valor de píxel de predicción es pequeña, el codificador 16c realiza un proceso de codificación para el valor de píxel correspondiente al píxel objetivo de codificación Px mediante un método de codificación que hace que aumente la eficacia de codificación cuando la diferencia entre el valor de píxel correspondiente al píxel objetivo de codificación y el valor de píxel de predicción es pequeña. Por otro lado, cuando la precisión del valor de predicción es baja, como la diferencia entre el valor de píxel correspondiente al píxel objetivo de codificación y el valor de píxel de predicción es grande, el codificador 16c realiza un proceso de codificación para el valor de píxel correspondiente al píxel objetivo de codificación Px mediante un método de codificación que hace que aumente la eficacia de codificación cuando la diferencia entre el valor de píxel y el valor de píxel de predicción es relativamente grande.

También en el proceso de codificación de señales de imágenes multivaluadas por medio del aparato 103 de codificación de imágenes construido de esta manera, con respecto a píxeles no codificados de entre los píxeles de referencia P0 a P9 para el píxel objetivo de codificación Px, sus valores de píxel se generan a partir de los valores de píxel correspondientes a los píxeles codificados tal como en el aparato 101 de codificación de imágenes según la primera forma de realización, y los valores de píxeles correspondientes a todos los píxeles de referencia P0 a P9 se almacenan en el generador 22 de probabilidades de predicción y el generador 14 de valores de predicción.

En el generador 14 de valores de predicción, se obtiene un valor de píxel de predicción correspondiente al píxel objetivo de codificación Px a partir de los píxeles de referencia P0 a P9 como en la primera forma de realización. Además, en el generador 22 de probabilidades de predicción, se obtiene una probabilidad de predicción Sk para el píxel objetivo de codificación Px basándose en los valores de píxeles correspondientes a los píxeles de referencia P0 a P9.

Cuando se da salida al valor de píxel de predicción Sp y a la probabilidad de predicción Sk hacia el codificador 16c, el codificador 16c realiza un proceso de codificación según la probabilidad de predicción Sk para un valor diferencia entre el valor de píxel correspondiente al píxel objetivo de codificación Px y el valor de píxel de predicción del generador 14 de valores de predicción.

Tal como se ha descrito anteriormente, según la tercera forma de realización de la invención, en el aparato 103 de codificación de imágenes para codificar una señal multivaluada, se puede codificar un píxel objetivo de codificación adyacente al límite del bloque, para el cual la generación de un valor de predicción es complicada, al mismo tiempo que se suprime el deterioro de la eficacia de codificación. Por lo tanto, la influencia del error de transmisión se puede hacer converger bloque a bloque, y se puede aumentar la eficacia de codificación en comparación con el proceso simple de codificación bloque a bloque, y, además, en el lado de descodificación, es posible realizar de forma precisa un proceso de descodificación para una señal codificada sin deteriorar la eficacia de la predicción del píxel objetivo de codificación.

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Forma de realización 4

La figura 5 es un diagrama de bloques que ilustra una construcción de un aparato 104 de codificación de imágenes según una cuarta forma de realización de la presente invención. En la figura, las referencias numéricas iguales a las mostradas en la figura 1 designan las mismas partes que en el aparato de codificación de imágenes descrito en la primera forma de realización.

Este aparato 104 de codificación de imágenes es diferente del aparato 101 de codificación de imágenes según la primera forma de realización en que una señal de imagen en bloques Bs se somete a un proceso de codificación no reversible.

Más específicamente, el aparato 104 de codificación de imágenes incluye un codificador 16d para realizar un proceso de codificación no reversible que incluye un proceso de DCT (Transformada de Coseno Discreta) en una salida Bs de la unidad 2 de formación de bloques, sobre la base de un valor de píxel de predicción del generador 14 de valores de predicción, en lugar del codificador 16a para realizar un proceso de codificación reversible según la primera forma de realización. Además, una unidad 140 de generación de valores de predicción en este aparato 104 de codificación de imágenes incluye un descodificador local 24 que descodifica una salida Cs del codificador 16d sobre la base del valor del píxel de predicción Sp del generador 14 de valores de predicción, en donde una salida LDs del descodificador local 24 se almacena en la memoria principal 4 como valor de píxel correspondiente a un píxel descodificado, y la salida LDs se introduce en el contador 8. La otra construcción es idéntica a la del aparato 101 de codificación de imágenes según la primera forma de realización.

En el aparato 104 de codificación de imágenes así construido, cuando una señal de imagen de entrada Is se codifica sobre la base de un valor de píxel de predicción Sp de un píxel objetivo de codificación Px, en el generador 140 de valores de predicción que genera el valor del píxel de predicción Sp, el descodificador local 24 descodifica una salida Cs del codificador 16d en referencia al valor de píxel de predicción Sp, y el valor de píxel descodificado se almacena en la memoria principal 4.

Por lo tanto, en el aparato 104 de codificación de imágenes que realiza un proceso de codificación no reversible, el valor del píxel descodificado se usa para generar el valor del píxel de predicción, con lo cual la señal de imagen codificada, codificada mediante este aparato de codificación de imágenes, se puede descodificar de forma precisa en un aparato de descodificación de imágenes.

Aunque en la cuarta forma de realización, en el proceso de codificación no reversible de señales de imagen se hace referencia únicamente al valor de píxel de predicción correspondiente al píxel objetivo de codificación Px, se puede hacer referencia no solamente al valor de píxel de predicción correspondiente al píxel objetivo de codificación Px sino también a la probabilidad de predicción que muestra la precisión del valor de píxel de predicción.

En este caso, cuando la señal de imagen sometida al proceso de codificación no reversible es una señal de formato binario, como el valor del píxel de predicción es o bien "0" o bien "1", únicamente se puede hacer referencia a la probabilidad de predicción, mientras que el valor del píxel de predicción se fija o bien a "0" o bien a "1".

A continuación, se ofrece en la presente memoria una descripción de un aparato de codificación de imágenes según una primera modificación de la cuarta forma de realización de la invención, que realiza un proceso de codificación no reversible para una señal de formato binario en referencia únicamente a la probabilidad de predicción en lugar del valor del píxel de predicción, y un aparato de codificación de imágenes de acuerdo con una segunda modificación de la cuarta forma de realización, que realiza un proceso de codificación no reversible para una señal de imagen multivaluada en referencia tanto al valor del píxel de predicción como a la probabilidad de predicción.

La figura 6 es un diagrama de bloques que ilustra una construcción de un aparato 104a de codificación de imágenes según la primera modificación de la cuarta forma de realización de la invención. En la figura, las referencias numéricas iguales a las mostradas en la figura 5 designan las mismas partes que en el aparato 104 de codificación de imágenes según la cuarta forma de realización.

Este aparato 104a de codificación de imágenes incluye un generador 22 de probabilidades de predicción en lugar del generador 14 de valores de predicción del aparato 104 de codificación de imágenes según la cuarta forma de realización, y realiza un proceso de codificación para una señal de forma binaria cuyo valor de píxel es o bien "0" o bien "1".

El generador 22 de probabilidades de predicción tiene una construcción en la que, como probabilidad de predicción, se obtiene una probabilidad de un valor de píxel correspondiente a un píxel objetivo de codificación Px que coincida con un valor de píxel de predicción, a partir de valores de píxel correspondientes a píxeles de referencia P0 a P9 para el píxel objetivo de codificación Px, y a continuación se da salida hacia el codificador 16e y el descodificador local 24 a la probabilidad de predicción Sk para el píxel objetivo de codificación Px.

En este caso, como este aparato de codificación de imágenes es para el tratamiento de una señal de formato binario como objetivo de procesado, en el codificador 16e, el valor de píxel de predicción para el píxel objetivo de codificación Px se fija o bien a "0" o bien a "1". Igual que el codificador 16b de acuerdo con la segunda forma de realización, este codificador 16e tiene una construcción en la que, cuando la probabilidad de predicción es alta, un valor diferencia entre el valor de píxel correspondiente al píxel objetivo de codificación Px y el valor de píxel de predicción se codifica mediante un método de codificación que hace que aumente la eficacia de codificación cuando el valor diferencia es 0, y, por otro lado, cuando la probabilidad de predicción es baja, un valor diferencia entre el valor de píxel correspondiente al píxel objetivo de codificación Px y el valor de píxel de predicción se codifica mediante un método de codificación que hace que aumente la eficacia de codificación cuando el valor diferencia no es 0.

Además, el descodificador local 24 realiza un proceso de descodificación mientras conmuta el método de descodificación sobre la base de la probabilidad de predicción, igual que el codificador 16e.

En este caso, no se describe el funcionamiento idéntico al del aparato de codificación de imágenes según la cuarta forma de realización.

También en el proceso de codificación de señales de formato binario por medio del aparato 104a de codificación de imágenes construido de esta manera, con respecto a píxeles no codificados de entre los píxeles de referencia P0 a P9 para el píxel objetivo de codificación Px, sus valores de píxel se generan a partir de los valores de píxel correspondientes a los píxeles codificados tal como en el aparato 104 de codificación de imágenes según la cuarta forma de realización, y los valores de píxeles correspondientes a todos los píxeles de referencia P0 a P9 se almacenan en el generador 22 de probabilidades de predicción.

En el generador 22 de probabilidades de predicción, sobre la base de los valores de píxel correspondientes a los píxeles de referencia P0 a P9, se obtiene una probabilidad de predicción Sk para el píxel objetivo de codificación Px. A esta probabilidad de predicción es Sk se le da salida desde el generador 22 de probabilidades de predicción hacia el codificador 16e y el descodificador local 24, y, en el codificador 16e, se realiza un proceso de codificación no reversible según la probabilidad de predicción Sk para un valor diferencia entre el valor de píxel correspondiente al píxel objetivo de codificación Px y un valor de píxel de predicción establecido previamente. Llegado este momento, el descodificador local 24 realiza un proceso de descodificación para una salida Cs del codificador 16e según la probabilidad de predicción Sk, con lo cual se reproduce el valor de píxel correspondiente al píxel objetivo de codificación Px. Este valor de píxel reproducido correspondiente al píxel objetivo de codificación Px se almacena en la memoria principal 4.

Tal como se ha descrito anteriormente, según la primera modificación de la cuarta forma de realización, en el aparato 104a de codificación de imágenes que realiza un proceso de codificación no reversible para una señal de formato binario, se puede codificar un píxel objetivo de codificación adyacente al límite del bloque, para el cual resulta complicada la generación de un valor de predicción, al mismo tiempo que se suprime el deterioro de la eficacia de codificación. Por lo tanto, la influencia del error de transmisión se puede hacer converger bloque a bloque, y se puede aumentar la eficacia de codificación en comparación con el proceso simple de codificación bloque a bloque y, además, en el lado de descodificación, es posible realizar de forma precisa un proceso de descodificación para una señal codificada sin deteriorar la eficacia en la predicción del píxel objetivo de codificación.

La figura 7 es un diagrama de bloques que ilustra una construcción de un aparato 104b de codificación de imágenes de acuerdo con la segunda modificación de la cuarta forma de realización de la invención. En la figura, las referencias numéricas iguales a las mostradas en la figura 4 designan las mismas partes que en el aparato 104 de codificación de imágenes según la cuarta forma de realización.

Este aparato 104b de codificación de imágenes está destinado a realizar un proceso de codificación no reversible para una señal de imagen multivaluada según se ha descrito anteriormente, y tiene una construcción en la que una unidad 140b de generación de probabilidades de predicción incluye un generador 22 de probabilidades de predicción además del generador 14 de valores de predicción del aparato 104 de codificación de imágenes según la cuarta forma de realización.

El codificador 16f tiene una construcción para realizar un proceso de codificación no reversible para el valor de píxel correspondiente al píxel objetivo de codificación Px sobre la base del valor del píxel de predicción Sp del generador 14 de valores de predicción y la probabilidad de predicción Sk del generador 22 de probabilidades de predicción, y la estructura específica del mismo es idéntica a la del codificador 16c según la tercera forma de realización.

Además, el descodificador local 24 realiza un proceso de descodificación mientras conmuta el método de codificación según la probabilidad de predicción, igual que el codificador 16e.

También en el proceso de codificación de señales de imágenes multivaluadas por medio del aparato 104b de codificación de imágenes construido de esta manera, con respecto a píxeles no codificados de entre los píxeles de referencia P0 a P9 para el píxel objetivo de codificación Px, sus valores de píxel se generan a partir de los valores de píxel correspondientes a los píxeles codificados tal como en el aparato 104 de codificación de imágenes según la cuarta forma de realización, y los valores de píxeles correspondientes a todos los píxeles de referencia P0 a P9 se almacenan en el generador 22 de probabilidades de predicción y el generador 14 de valores de predicción.

En el generador 14 de valores de predicción, se obtiene un valor de píxel de predicción correspondiente al píxel objetivo de codificación Px a partir de los píxeles de referencia P0 a P9 como en la cuarta forma de realización. Además, en el generador 22 de probabilidades de predicción, se obtiene una probabilidad de predicción Sk para el píxel objetivo de codificación Px basándose en los valores de píxeles correspondientes a los píxeles de referencia P0 a P9.

Al valor de píxel de predicción Sp y a la probabilidad de predicción Sk se les da salida hacia el codificador 16f y el descodificador local 24, y, en el codificador 16f, un valor diferencia entre el valor de píxel correspondiente al píxel objetivo de codificación Px y un valor de píxel de predicción establecido previamente se somete a un proceso de codificación según la probabilidad de predicción Sk. Llegado este momento, el descodificador local 24 realiza un proceso de descodificación para una salida Cs del codificador 16f según la probabilidad de predicción Sk, con lo cual se reproduce el valor de píxel correspondiente al píxel objetivo de codificación Px. Este valor de píxel reproducido correspondiente al píxel objetivo de codificación Px se almacena en la memoria principal 4.

Por lo tanto, se evita el deterioro de la eficacia de codificación con respecto a una señal de imagen para la que resulte complicada la generación de un valor de predicción, y se puede conseguir un aumento significativo de la eficacia de codificación con respecto a una señal de imagen para la que se genera fácilmente un valor de predicción.

Tal como se ha descrito anteriormente, de acuerdo con la segunda modificación de la cuarta forma de realización, en el aparato 104b de codificación de imágenes que realiza una codificación no reversible de una señal multivaluada, se puede codificar un píxel objetivo de codificación adyacente al límite del bloque, para el cual resulta complicada la generación de un valor de predicción, al mismo tiempo que se suprime el deterioro de la eficacia de codificación. Por lo tanto, la influencia del error de transmisión se puede hacer converger bloque a bloque, y se puede aumentar la eficacia de codificación en comparación con el proceso simple de codificación bloque a bloque y, además, en el lado de descodificación, es posible realizar de forma precisa un proceso de descodificación para una señal codificada sin deteriorar la eficacia en la predicción del píxel objetivo de codificación.

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Forma de realización 5

La figura 8 es un diagrama de bloques que ilustra una construcción de un aparato 105 de descodificación de imágenes según una quinta forma de realización de la presente invención.

El aparato 105 de descodificación de imágenes según esta quinta forma de realización descodifica de forma reversible una señal de imagen codificada que ha sido codificada de modo reversible por el aparato 101 de codificación de imágenes según la primera forma de realización.

Este aparato 105 de descodificación de imágenes incluye un descodificador 26a para descodificar una señal de imagen codificada de entrada Cs para cada uno de múltiples bloques que constituyen una región de visualización de una sola imagen, más específicamente, para descodificar un valor de píxel correspondiente a un píxel objetivo de descodificación Px', que es un objetivo de un proceso de descodificación, es decir, una señal codificada que se obtiene codificando un valor de píxel correspondiente a un píxel objetivo de codificación Px, en referencia a un valor de píxel de predicción correspondiente al píxel objetivo de descodificación, una unidad 30 de formación inversa de bloques para combinar señales de imagen descodificadas Ds correspondientes a los respectivos bloques obtenidos a la salida del descodificador 26a con el fin de generar una señal de imagen reproducida Rs que tiene una estructura de líneas de exploración preestablecida, y una unidad 150 de generación de valores de predicción para generar el valor del píxel de predicción sobre la base de valores de píxeles correspondientes a píxeles de referencia P0' a P9' situados en las proximidades del píxel objetivo de descodificación Px'.

La unidad 150 de generación de valores de predicción es similar a la unidad 110 de generación de valores de predicción incluida en el aparato 101 de codificación de imágenes según la primera forma de realización.

Más específicamente, la unidad 150 de generación de valores de generación incluye una memoria principal 4 de almacenamiento masivo capaz de almacenar valores de píxeles según, por ejemplo, números correspondientes a un cuadro, y una primera y segunda memorias auxiliares 6a y 6b de diferentes periodos de tiempo de retención, para retener temporalmente valores de píxeles M obtenidos a la salida de la memoria principal 4. En este caso, la memoria principal 4 tiene una construcción en la que a los valores de píxeles correspondientes a los píxeles de referencia P0' a P9' para el píxel objetivo de descodificación Px' a procesar por parte del descodificador 26a (véase figura 17) se les da salida sucesivamente a partir de los valores de píxeles almacenados, durante un periodo de tiempo requerido para un proceso de codificación de un valor de píxel. La primera memoria auxiliar 6a tiene una construcción en la que los valores de píxeles M a los que se da salida sucesivamente desde la memoria principal 4 se retardan en un píxel, y la segunda memoria auxiliar 6b tiene una construcción en la que los valores de píxeles M a los que se da salida sucesivamente desde la memoria principal 4 se retardan en dos píxeles.

Además, la unidad 150 de generación de valores de predicción incluye un contador 8 para recibir la señal de imagen descodificada Ds por cuadro y contar el número de valores de píxeles, y una unidad 20 de decisión de descodificados/no descodificados para decidir si el valor de píxel al que se está dando salida desde la memoria principal 4 es un valor de píxel correspondiente a un píxel descodificado que ya ha sido descodificado por el codificador 26a ó un valor de píxel correspondiente a un píxel no descodificado que todavía no ha sido descodificado, según una salida Cout del contador 8 e información BNs referente a números de bloques verticales y horizontales en cada cuadro, suministrada desde el exterior. En este caso, la unidad 20 de decisión realiza también un proceso de medición de una distancia entre un píxel no descodificado y un píxel descodificado que está en la misma línea de exploración horizontal que el píxel no descodificado y más próximo al píxel no descodificado, con el número de píxeles. El contador 8 se reinicializa cuando se han introducido los valores de píxel correspondientes a todos los píxeles que constituyen un cuadro.

Además, la unidad 150 de generación de valores de predicción incluye un conmutador selector 12 para seleccionar y dar salida a una de las salidas M, Ma, y Mb desde la memoria principal 4, y la primera y segunda memorias auxiliares 6a y 6b, respectivamente, según una salida Scont de la unidad 20 de decisión de descodificados/no descodificados, y un generador 14 de valores de predicción para recibir salidas Sout del conmutador selector 12 como valores de píxel correspondientes a los píxeles de referencia P0' a P9' requeridos para generar un valor de píxel de predicción para el píxel objetivo de descodificación Px', y generar el valor de píxel de predicción Sp para el píxel objetivo de descodificación Px'.

En el aparato 105 de descodificación de imágenes, el descodificador 26a descodifica un valor diferencia codificado correspondiente al píxel objetivo de codificación Px que se introduce como señal de imagen codificada desde el exterior para generar un valor diferencia descodificado, y añade el valor de píxel de predicción Sp de la unidad 150 de generación de valores de predicción al valor diferencia descodificado para generar un valor de píxel descodificado correspondiente al píxel objetivo de descodificación y dar salida al mismo hacia la unidad 30 de formación inversa de bloques.

Se proporciona una descripción del funcionamiento.

La figura 9 es un diagrama de flujo que muestra el proceso de descodificación del aparato 105 de descodificación de imágenes, y a lo largo de este diagrama de flujo se describirá brevemente el flujo del proceso de descodificación.

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Cuando se introduce una señal de imagen codificada Cs en este aparato 105 de codificación de imágenes, el descodificador 26a realiza un proceso de descodificación para la señal de imagen codificada Cs, según una señal de predicción Sp de la unidad 150 de generación de valores de predicción.

Llegado este momento, una pluralidad de valores de píxeles descodificados a los que se da salida desde el descodificador 26a y correspondientes a un cuadro se almacena sucesivamente en la memoria principal 4, y la memoria principal 4 da salida a valores de píxeles correspondientes a múltiples píxeles de referencia (píxeles periféricos) P0' a P9' situados en las proximidades de un píxel objetivo de descodificación Px', haciéndose referencia a dichos píxeles de referencia cuando se descodifica el píxel objetivo de descodificación Px' (etapa S11).

A continuación, el primer píxel de referencia de entre los múltiples píxeles de referencia obtenidos por la memoria principal 4 se considera como píxel objetivo de decisión (etapa S12), y la unidad 30 de decisión de descodificados/no descodificados decide si el píxel objetivo de decisión es o no un píxel descodificado (etapa S13). Como en esta unidad 30 de decisión de codificados/no codificados el incremento de la salida del contador Cout está sincronizado con el funcionamiento de la salida sucesiva de los valores de píxel de los nueve píxeles de referencia P0' a P9' de la memoria principal 4 según un reloj de referencia, la salida del contador Cout puede detectar la posición del píxel de referencia al que se está dando salida desde la memoria principal 4, con respecto al píxel objetivo de descodificación Px'.

Como resultado de la decisión, cuando el píxel de referencia objetivo de decisión es un píxel descodificado, su valor de píxel es recibido como valor de píxel de referencia por el generador 14 de valores de predicción (etapa S15), y cuando el píxel de referencia objetivo de decisión no es un píxel descodificado, se genera un valor de píxel de referencia (pseudovalor de píxel) de este píxel de referencia a partir de sus píxeles descodificados periféricos, y el mismo es recibido por el generador 14 de valores de predicción (etapa S14).

A continuación, se decide si el generador 14 de valores de predicción recibe todos los valores de píxeles de referencia requeridos para descodificar el píxel objetivo de descodificación (etapa S16), y cuando no se reciben todos los valores de píxeles de referencia requeridos, el siguiente píxel de referencia en los píxeles de referencia obtenidos por la memoria principal 4 se considera como objetivo de decisión (etapa S18), y se repiten los procesos en las etapas S13 a S16. Por otro lado, cuando el generador 14 de valores de predicción recibe todos los valores de píxeles de referencia requeridos, se genera un valor de píxel de predicción para el píxel objetivo de descodificación Px' según los valores de píxeles de referencia por medio del generador 14 de valores de predicción (etapa S17).

Después de esto, el descodificador 26a recibe el valor de píxel correspondiente al píxel objetivo de descodificación Px' y, simultáneamente, se recibe desde el generador 14 de valores de predicción el valor de píxel de predicción correspondiente al píxel objetivo de descodificación Px' (etapa S19), y en el descodificador 26a se lleva a cabo un proceso de descodificación para el valor de píxel correspondiente al píxel objetivo de descodificación Px' usando el valor de píxel de predicción (etapa S20).

A continuación, se proporciona una descripción detallada del funcionamiento del aparato 105 de descodificación de imágenes en el proceso de descodificación para la señal de imagen, y las operaciones específicas de las unidades respectivas en este aparato en las etapas S11 a S20.

Cuando se introduce una señal de imagen codificada Cs en el aparato 105 de descodificación de imágenes, la señal de imagen codificada Cs se transmite al descodificador 26a, y, en el descodificador 26a, se realiza bloque a bloque un proceso de descodificación en el que valores de píxeles correspondientes a píxeles objetivo de descodificación Px' son descodificados píxel a píxel en referencia a valores de píxeles de referencia.

Llegado este momento, los valores de píxeles a los que se da salida desde el descodificador 26a y que constituyen un cuadro se almacenan sucesivamente en la memoria principal 4, y a valores de píxeles correspondientes a píxeles de referencia P0' a P9' para cada píxel objetivo de descodificación Px' se les da salida con un ciclo de lectura fijo (etapa S11). Una salida M de la memoria principal 4 se retiene temporalmente en la primera y la segunda memorias auxiliares 6a y 6b. La primera memoria auxiliar 6a retiene la salida de la memoria principal 4 durante un periodo correspondiente a un ciclo de lectura, y la segunda memoria auxiliar 6b la retiene durante un periodo correspondiente a dos ciclos de lectura.

En el contador 8, con el primer valor de píxel en un cuadro como referencia, se cuenta el número de valores de píxel de entrada según las salidas Ds del descodificador 26a, y a este valor de recuento Cout se le da salida hacia la unidad 20 de decisión de descodificados/no descodificados. En esta unidad 20 de decisión de descodificados/no descodificados, se introduce desde el exterior información BNs referente a números de bloques verticales y horizontales en un cuadro, y un píxel de referencia designado por la información de números de bloque BNs y la salida del contador 8 se considera como píxel objetivo de decisión sobre el que se va a decidir si es un píxel descodificado o un píxel no descodificado. Por ejemplo, cuando se toma una decisión sobre un píxel objetivo de descodificación Px' tal como se muestra en la figura 17, se toman decisiones sobre píxeles de referencia P0' a P9' para este píxel objetivo de descodificación, y el píxel P0' a cuyo valor de píxel se da salida desde la memoria principal 4 en primer lugar se considera como píxel objetivo de decisión (etapa S12).

Llegado este momento, el valor de píxel correspondiente al píxel de referencia P0' se retiene en la primera y la segunda memorias auxiliares 6a y 6b durante un periodo de lectura, y dos periodos de lectura, respectivamente. En la unidad 20 de decisión de descodificados/no descodificados, se calcula la posición del píxel objetivo de descodificación en el bloque objetivo de descodificación sobre la base de la salida del contador Cout y la información de números de bloque BNs, se decide si el píxel de referencia es un píxel descodificado o un píxel no descodificado y, según el resultado de la decisión, se controla el conmutador selector 12.

Como este píxel P0' es un píxel descodificado tal como se muestra en la figura 17, como resultado de la decisión por parte de la unidad 20 de decisión de descodificados/no descodificados (etapa S13), el conmutador selector 12 es controlado por la unidad 20 de decisión de descodificados/no descodificados para seleccionar la salida M de la memoria principal 4, con lo cual el valor de píxel correspondiente al píxel de referencia P0' se almacena, como valor de píxel de referencia, en el generador 14 de valores de predicción.

Después de esto, en la unidad 20 de decisión de descodificados/no descodificados, se decide si el generador 14 de valores de predicción recibe o no los valores de píxel correspondientes a todos los píxeles de referencia para el píxel objetivo de descodificación Px' (etapa S16). En este caso, como el generador 14 de valores de predicción no recibe los valores de píxel de referencia de todos los píxeles de referencia P0' a P9', la unidad 20 de descodificados/no descodificados considera el valor de píxel del píxel de referencia P1', al que se da salida desde la memoria principal 4 después del valor de píxel correspondiente al píxel de referencia P0', como un valor de píxel correspondiente a un píxel objetivo de decisión (etapa S18). Como el píxel de referencia P1' es un píxel descodificado igual que el píxel de referencia P0', el valor de píxel correspondiente al píxel de referencia P1' se somete a los procesos de las etapas S13, S15, S16, y S18.

Posteriormente, la unidad 20 de decisión de descodificados/no descodificados considera el valor de píxel correspondiente al píxel de referencia P2', al que se da salida desde la memoria principal 4 después del valor de píxel correspondiente al píxel de referencia P1', como un valor de píxel correspondiente a un píxel objetivo de decisión (etapa S18). Como este píxel de referencia P2' es un píxel no descodificado adyacente al píxel descodificado, a diferencia de los píxeles de referencia P0' y P1', el conmutador selector 12 es controlado por la unidad 20 de decisión de descodificados/no descodificados para seleccionar la salida Ma de la primera memoria auxiliar 6a, con lo cual el valor de píxel correspondiente al píxel de referencia P1' se almacena en el generador 14 de valores de predicción como un pseudovalor de píxel correspondiente al píxel de referencia P2' (etapa S14). Después de esto, se ejecutan los procesos de la etapa S16 y la etapa S18.

Además, los píxeles de referencia P3' a P5' se someten a los procesos en las etapas S13, S15, S16, y S18 igual que el píxel de referencia P0', y el píxel de referencia P6' se somete a los procesos en las etapas S13, S14, S16, y S18 igual que el píxel de referencia P12'.

Posteriormente, la unidad 20 de decisión de descodificados/no descodificados considera el valor de píxel correspondiente al píxel de referencia P7', al que se da salida desde la memoria principal 4 después del valor de píxel correspondiente al píxel de referencia P6', como valor de píxel correspondiente a un píxel objetivo de decisión (etapa S18). Como este píxel de referencia P7' es un píxel no descodificado que está posicionado con un píxel de por medio con respecto al píxel objetivo de descodificación, a diferencia de los píxeles de referencia P0' a P6', el conmutador selector 12 es controlado por la unidad 20 de decisión de descodificados/no descodificados para seleccionar la salida Mb de la segunda memoria auxiliar 6b, con lo cual el valor de píxel correspondiente al píxel de referencia P5' se almacena en el generador 14 de valores de predicción como pseudovalor de píxel correspondiente al píxel de referencia P7' (etapa S14). Después de esto, se ejecutan los procesos en la etapa S16 y la etapa S18.

Además, los píxeles de referencia P8' y P9' se someten a los procesos de las etapas S13, S15, y S16 igual que el píxel de referencia P0'. Llegado este momento, la unidad 20 de decisión de descodificados/no descodificados decide que el generador 14 de valores de predicción recibe los valores de píxel de referencia correspondientes a todos los píxeles de referencia P0' a P9', y el generador 14 de valores de predicción calcula un valor de píxel de predicción para el píxel objetivo de descodificación Px' sobre la base de los valores de píxel de referencia recibidos (etapa S17).

Después de esto, el descodificador 26a recibe el valor de píxel correspondiente al píxel objetivo de descodificación Px' y el valor de píxel de predicción (etapa S19), y a un valor obtenido mediante la adición del valor de píxel correspondiente al píxel objetivo de descodificación Px' y el valor del píxel de predicción se le da salida como señal de imagen descodificada Ds del píxel objetivo de descodificación Px (etapa S20).

De esta manera, se codifican sucesivamente los valores de píxeles en los bloques respectivos de un cuadro. Como el primer píxel de un cuadro no tiene ningún píxel descodificado como referencia, su proceso de descodificación se lleva a cabo con un valor de píxel de predicción de 0.

Las señales de imagen descodificadas Ds se combinan para corresponderse con una pantalla de un único cuadro con el fin de dar salida a una señal de imagen reproducida Rs de una estructura de líneas de exploración.

Tal como se ha descrito anteriormente, según la quinta forma de realización de la invención, cuando se hace referencia a un valor de píxel correspondiente a un píxel no descodificado, como se hace referencia a un valor de píxel correspondiente a un píxel codificado en sus proximidades, se pueden realizar el proceso adaptativo de descodificación píxel a píxel y el proceso de descodificación bloque a bloque sin deteriorar la correlación de valores de píxel entre el píxel no descodificado y el píxel objetivo de descodificación. De este modo, es posible descodificar de forma precisa una señal de imagen codificada Cs que se ha procesado en un método de codificación en el que la influencia del error de transmisión se puede hacer converger bloque a bloque y se puede mejorar la eficacia de codificación en comparación con el proceso simple de codificación bloque a bloque.

Aunque en la quinta forma de realización se proporcionan dos memorias auxiliares 6a y 6b de tiempos diferentes para retener la salida M de la memoria principal 4, se puede proporcionar únicamente una memoria auxiliar para retener temporalmente la salida de la memoria principal 4, y el tiempo para la retención del valor de píxel obtenido a la salida de la memoria principal 4 se puede cambiar por medio de la unidad 20 de decisión de descodificados/no descodificados según la distancia entre el píxel no descodificado y el píxel objetivo de descodificación.

Además, aunque en la quinta forma de realización, en el proceso de descodificación para la señal de imagen se hace referencia únicamente al valor de píxel de predicción correspondiente al píxel objetivo de descodificación Px', el proceso de descodificación se puede realizar basándose, no solamente en el valor del píxel de predicción correspondiente al píxel objetivo de descodificación Px', sino también en la probabilidad de predicción que muestra la precisión del valor de píxel de predicción.

En este caso, cuando la señal de imagen que es objetivo del proceso de descodificación es una señal de formato binario, como el valor del píxel de predicción es o bien "0" o bien "1", únicamente se puede hacer referencia a la probabilidad de predicción, fijándose el valor del píxel de predicción o bien a "0" o bien a "1".

A continuación se describirá en la presente memoria, como sexta forma de realización de la invención, un aparato de descodificación de imágenes para realizar un proceso de descodificación de una señal de formato binario en referencia a solamente una probabilidad de predicción en lugar del valor de píxel de predicción, y se describirá, como séptima forma de realización de la invención, un aparato de descodificación de imágenes para realizar un proceso de descodificación de una señal de imagen multivaluada en referencia tanto al valor de píxel de predicción como a una probabilidad de predicción.

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Forma de realización 6

La figura 10 es un diagrama de bloques que ilustra una construcción de un aparato de descodificación de imágenes de acuerdo con una sexta forma de realización de la presente invención. En la figura, las referencias numéricas iguales a las mostradas en la figura 8 designan las mismas partes que en el aparato 105 de descodificación de imágenes según la quinta forma de realización.

El aparato 106 de descodificación de imágenes según la sexta forma de realización incluye un generador 22 de probabilidades de predicción en lugar del generador 14 de valores de predicción del aparato 105 de descodificación de imágenes según la quinta forma de realización, y realiza un proceso de descodificación para una señal de formato binario cuyo valor de píxel es o bien "0" o bien "1".

El generador 22 de probabilidades de predicción tiene una construcción en la que, como probabilidad de predicción Sk, se obtiene una probabilidad de un valor de píxel correspondiente a un píxel objetivo de descodificación Px' que coincida con su valor de píxel de predicción, a partir de valores de píxel correspondientes a píxeles de referencia P0' a P9' para el píxel objetivo de descodificación Px', y a continuación se da salida hacia el descodificador 26b a la probabilidad de predicción Sk para el píxel objetivo de descodificación Px'.

El descodificador 26b tiene una construcción para realizar un proceso de descodificación para una señal de imagen codificada Cs que se ha codificado por medio del aparato 102 de codificación de imágenes de acuerdo con la segunda forma de realización.

Se ofrece una descripción de la función y el efecto.

También en el proceso de descodificación de señales de formato binario por medio del aparato 105 de descodificación de imágenes construido de esta manera, con respecto a píxeles no descodificados de entre los píxeles de referencia P0' a P9' para el píxel objetivo de descodificación Px', sus valores de píxel se generan a partir de los valores de píxel correspondientes a los píxeles descodificados tal como en el aparato 105 de descodificación de imágenes según la quinta forma de realización, y los valores de píxeles correspondientes a todos los píxeles de referencia P0' a P9' se almacenan en el generador 22 de probabilidades de predicción.

En el generador 22 de probabilidades de predicción, sobre la base de los valores de píxeles correspondientes a los píxeles de referencia P0' a P9', se obtiene una probabilidad de predicción Sk para el píxel objetivo de descodificación Px'. A esta probabilidad de predicción Sk se le da salida desde el generador 22 de probabilidades de predicción hacia el descodificador 26b, y, en el descodificador 26b, un valor diferencia entre el valor de píxel correspondiente al píxel objetivo de descodificación Px' y un valor de píxel de predicción establecido previamente se somete a un proceso de descodificación según la probabilidad de predicción Sk.

Tal como se ha descrito anteriormente, según la sexta forma de realización de la invención, en el aparato 106 de descodificación de imágenes para descodificar una señal de imagen codificada obtenida mediante la codificación de una señal de imagen binaria, es posible realizar un proceso de descodificación correspondiente a un proceso de codificación capaz de codificar un píxel objetivo de codificación adyacente al límite del bloque, para el cual resulta complicada la generación de un valor de predicción, al mismo tiempo que se suprime el deterioro de la eficacia de codificación.

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Forma de realización 7

La figura 11 es un diagrama de bloques que ilustra una construcción de un aparato de descodificación de imágenes de acuerdo con una séptima forma de realización de la invención. En la figura, las referencias numéricas iguales a las mostradas en la figura 8 designan las mismas partes que en el aparato 105 de codificación de imágenes según la quinta forma de realización.

El aparato 107 de descodificación de imágenes según la séptima forma de realización está destinado a realizar un proceso de codificación para una señal de imagen multivaluada según se ha descrito anteriormente, y tiene una construcción para realizar un proceso de descodificación para una señal de imagen codificada Cs que se ha codificado por medio del aparato 103 de codificación de imágenes según la tercera forma de realización.

Más específicamente, una unidad 170 de generación de probabilidades de predicción en el aparato 107 de descodificación de imágenes incluye un generador 22 de probabilidades de predicción además del generador 14 de valores de predicción del aparato 105 de codificación de imágenes según la quinta forma de realización.

Igual que el generador 14 de valores de predicción, el generador 22 de probabilidades de predicción tiene una construcción para recibir salidas Sout del conmutador selector 12, para almacenar sucesivamente valores de píxel correspondientes a píxeles de referencia P0' a P9' para un píxel objetivo de descodificación Px', y para dar salida, sobre la base de estos valores de píxeles, a una probabilidad de predicción Sk que muestra la precisión de un valor de píxel de predicción Sp que se predice sobre la base de los píxeles de referencia P0' a P9' en el generador 14 de valores de predicción.

El descodificador 26c realiza un proceso de descodificación correspondiente al proceso de codificación por parte del codificador 16c según la tercera forma de realización, y el descodificador 26c tiene una construcción en la que el valor de píxel correspondiente al píxel objetivo de descodificación Px' se descodifica sobre la base de la señal de píxel de predicción Sp del generador 14 de valores de predicción y la probabilidad de predicción Sk del generador 22 de probabilidades de predicción.

Se ofrece una descripción de la función y el efecto.

En este caso, no se describe el funcionamiento idéntico al del aparato de codificación de imágenes según la quinta forma de realización.

También en el proceso de descodificación de señales de imágenes multivaluadas por medio del aparato 107 de descodificación de imágenes construido de esta manera, con respecto a píxeles no descodificados de entre los píxeles de referencia P0' a P9' para el píxel objetivo de descodificación Px', sus valores de píxel se generan a partir de los valores de píxel correspondientes a los píxeles descodificados tal como en el aparato 105 de descodificación de imágenes según la quinta forma de realización, y los valores de píxeles correspondientes a todos los píxeles de referencia P0' a P9' se almacenan en el generador 22 de probabilidades de predicción y el generador 14 de valores de predicción.

En el generador 14 de valores de predicción, se obtiene un valor de píxel de predicción correspondiente al píxel objetivo de descodificación Px' a partir de los píxeles de referencia P0' a P9' como en la quinta forma de realización. Además, en el generador 22 de probabilidades de predicción, se obtiene una probabilidad de predicción para el píxel objetivo de descodificación Px' basándose en los valores de píxeles correspondientes a los píxeles de referencia P0' a P9'.

Cuando se da salida al valor de píxel de predicción Sp y a la probabilidad de predicción Sk hacia el descodificador 26c y el descodificador local 24, el descodificador 26c realiza un proceso de descodificación según la probabilidad de predicción Sk para un valor obtenido mediante la adición del valor de píxel correspondiente al píxel objetivo de descodificación Px' y el valor de píxel de predicción del generador 14 de valores de predicción. El valor de píxel correspondiente al píxel objetivo de descodificación Px' así reproducido se almacena en la memoria principal 4.

Tal como se ha descrito anteriormente, según la séptima forma de realización de la invención, en el aparato 107 de descodificación de imágenes para descodificar una señal de imagen codificada obtenida mediante la codificación de una señal de imagen multivaluada, es posible realizar un proceso de descodificación correspondiente a un proceso de codificación capaz de codificar un píxel objetivo de codificación adyacente al límite del bloque, para el cual resulta complicada la generación de un valor de predicción, al mismo tiempo que se suprime el deterioro de la eficacia de codificación.

Aunque en la quinta, la sexta y la séptima formas de realización se describen aparatos de descodificación de imágenes para descodificar señales de imágenes codificadas que han sido codificadas de modo reversible por los aparatos 101, 102 y 103 de codificación de imágenes según, respectivamente, la primera, la segunda y la tercera formas de realización, construyendo el descodificador 26a para realizar un proceso de descodificación correspondiente a una codificación no reversible, los aparatos 105, 106 y 107 de descodificación de imágenes según la quinta, la sexta y la séptima formas de realización se pueden corresponder con los aparatos 104, 104a y 104b de codificación de imágenes según, respectivamente, la cuarta forma de realización, y la primera y la segunda modificaciones de la misma.

Además, grabando una codificación de un programa de descodificación para implementar la construcción del aparato de codificación o aparato de descodificación según cualquiera de las formas de realizaciones antes mencionadas en un soporte de grabación de datos tal como un disco flexible, el proceso descrito en cualquiera de las formas de realización se puede ejecutar fácilmente en sistemas de ordenador individuales.

La figura 12(a) es un diagrama para explicar un caso en el que un proceso de codificación o descodificación según cualquiera de las formas de realización antes mencionadas se ejecute en un sistema de ordenador que usa un disco flexible en el que se almacena el programa de codificación o descodificación.

La figura 12(b) muestra una vista frontal de un disco flexible, su sección transversal, y un disco flexible, y la figura 12(a) muestra un ejemplo de formato físico del disco flexible como cuerpo de soporte de grabación. El disco flexible FD está contenido en una caja F, en la superficie del disco se forman concéntricamente múltiples pistas Tr desde la circunferencia exterior hacia la circunferencia interior, y cada pista se divide en 16 sectores Se en la dirección angular. De este modo, en el disco flexible que contiene el programa antes mencionado, en una región asignada en el disco flexible FD, como programa se graban datos.

La figura 12(c) muestra una estructura para realizar la grabación/reproducción del programa en el disco flexible FD. Cuando el programa se graba en el disco flexible FD, desde un sistema de ordenador Cs se escriben, a través de una unidad de disco flexible, datos en forma del programa. Cuando en el sistema de ordenador se desarrolla el aparato de codificación o descodificación mencionado anteriormente mediante el programa del disco flexible, el programa es leído del disco flexible por medio de la unidad de disco flexible y transmitido hacia el sistema de ordenador.

Aunque en la descripción anterior, como soporte de grabación de datos se utiliza un disco flexible, se puede utilizar un disco óptico. Además, el soporte de grabación no se limita a estos discos, y se puede utilizar cualquier elemento siempre que en el mismo se pueda grabar un programa, por ejemplo, una tarjeta IC o un cartucho ROM.

En la segunda y tercera formas de realización y la primera y segunda modificaciones de la cuarta forma de realización, se describe un ejemplo en el que el método de codificación se cambia según la probabilidad de predicción, y en la quinta y sexta formas de realización, se describe un ejemplo en el que el método de descodificación se cambia según la probabilidad de predicción, pero la palabra de código (tabla de codificación) se puede cambiar según la probabilidad de predicción. Especialmente cuando la codificación se realiza con un código aritmético, mediante la actualización de una tabla de probabilidades correspondiente al código aritmético según la probabilidad de predicción, los aparatos de codificación de imágenes de acuerdo con la segunda y la tercera formas de realización y la primera y la segunda modificaciones de la cuarta forma de realización, y los aparatos de descodificación de imágenes según la quinta y la sexta formas de realización se pueden obtener mediante estructuras sencillas, y, en este caso, el efecto sobre el uso práctico es notable.

En la presente invención, cuando se predice un valor de un píxel de predicción correspondiente a un píxel objetivo de codificación en referencia a valores de píxeles correspondientes a múltiples píxeles periféricos situados en sus proximidades, para píxeles no codificados de entre los píxeles periféricos, se generan pseudovalores de píxeles usando valores de píxel correspondientes a píxeles codificados de entre los píxeles periféricos, pero según la posición del píxel objetivo de codificación en el bloque, como grupo de píxeles periféricos a los que hacer referencia cuando se genere su valor de píxel de predicción, se pueden utilizar píxeles periféricos en una disposición diferente en las proximidades del píxel objetivo de codificación.

Por ejemplo, en una descripción específica en referencia a la figura 14, cuando el píxel objetivo de codificación Px se posiciona en el límite del bloque, únicamente se usan como píxeles de referencia los píxeles periféricos P0, P1, P3, P4, P5, P8 y P9, y cuando el píxel objetivo de codificación Px no está posicionado en el límite del bloque, como píxeles de referencia se usan todos los píxeles periféricos P0, P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8 y P9. Cuando se codifica el píxel objetivo de codificación Px, la palabra de código se conmuta entre la palabra de código construida únicamente con los píxeles periféricos P0, P1, P3, P4, P5, P8 y P9, y la palabra de código construida con la totalidad de los píxeles periféricos P0, P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8 y P9.

En otras palabras, el codificador se construye de manera que tiene múltiples palabras de código correspondientes a posiciones del píxel objetivo de codificación Px en el bloque, y la palabra de código se cambia según la posición del píxel objetivo de codificación Px.

Incluso en una construcción de este tipo, se puede deducir fácilmente a partir de las formas de realización de la presente invención que se obtienen los mismos efectos que los proporcionados por los aparatos de codificación de imágenes.

Además, el descodificador se construye también de manera que tiene múltiples palabras de código correspondientes a posiciones del píxel objetivo de descodificación Px' en el bloque mostrado en la figura 17, y la palabra de código se cambia según la posición del píxel objetivo de descodificación Px', con lo cual se obtienen los mismos efectos que los proporcionados por los aparatos de descodificación de imágenes de las formas de realización antes mencionadas.

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Aplicabilidad industrial

Tal como se ha descrito anteriormente, los aparatos de codificación de imágenes, los métodos de codificación de imágenes, los aparatos de descodificación de imágenes, los métodos de descodificación de imágenes, y los soportes de grabación de imágenes según la presente invención pueden mejorar la eficacia de la codificación en un proceso de compresión para señales de imágenes, y resultan muy valiosos para realizar un proceso de codificación de imágenes y un proceso de descodificación de imágenes en un sistema que ejecute una transmisión o almacenamiento de señales de imágenes y, especialmente, son adecuados para procesos de compresión y descompresión de imágenes en movimiento basadas en normativas tales como el MPEG4.

Claims

1. Método de codificación de imágenes para codificar una señal de bloque correspondiente a un bloque que se debe codificar sobre la base de múltiples píxeles periféricos posicionados en las proximidades de un píxel incluido en el bloque que se debe codificar, en el que el bloque se obtiene dividiendo la señal de imagen en múltiples bloques y cada bloque incluye un número preestablecido de píxeles, comprendiendo el método:

sustituir un píxel no codificado entre los múltiples píxeles periféricos por un pseudopíxel que se obtiene, sobre la base de una norma preestablecida, a partir de un píxel codificado de entre los píxeles periféricos, estando el píxel no codificado en un bloque no codificado y estando el píxel codificado en un bloque codificado;

codificar la señal de bloque sobre la base del pseudopíxel correspondiente al píxel no codificado y el píxel codificado, y dar salida a una señal de bloque codificada; y

descodificar la señal de bloque codificada para generar una señal de bloque descodificada;

en el que

dicha sustitución de un píxel no codificado es una etapa de sustitución del píxel no codificado por el pseudopíxel que se obtiene, sobre la base de la norma preestablecida, a partir del píxel descodificado correspondiente al píxel codificado, y

dicha codificación de la señal de bloque es una etapa de realización de un proceso de codificación con pérdidas para la señal de bloque que se debe codificar, mediante referencia al pseudopíxel correspondiente al píxel no codificado y el píxel descodificado.