ES2637502T3

ES2637502T3 - Intrapredicción basada en muestras de referencia interpoladas

Info

Publication number: ES2637502T3
Application number: ES13839473.9T
Authority: ES
Inventors: Yoshinori Suzuki; Choong Seng Boon; Thiow Keng Tan
Original assignee: NTT Docomo Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc
Priority date: 2012-09-24
Filing date: 2013-06-17
Publication date: 2017-10-13
Anticipated expiration: 2033-06-17
Also published as: AU2019210516B2; AU2019210532A1; FI3654650T3; EP4550793A3; CA3118836C; US20190037237A1; ES3038407T3; AU2019210520B2; TW201415905A; BR122016013292B1; WO2014045651A1; HUE072721T2; US10382783B2; CN106878733B; US10477242B2; AU2016202132A1; RU2699675C1; US20190037236A1; CN106131559A; KR20180069128A

Abstract

Dispositivo de codificación por predicción de imágenes en movimiento que comprende: medio de división en bloques (102) para dividir una imagen de entrada en una pluralidad de bloques; medio de generación de señales de predicción (103) para generar una señal de predicción intraimagen de un bloque objetivo que va a codificarse utilizando muestras de referencia previamente reconstruidas ubicadas adyacentes al bloque objetivo entre los bloques divididos a partir del medio de división en bloques; medio de generación de señales residuales (105) para generar una señal residual entre la señal de predicción intraimagen del bloque objetivo y una señal de píxel del bloque objetivo; medio de compresión de señales residuales (107) para comprimir la señal residual generada por el medio de generación de señales residuales; medio de restauración de señales residuales (108, 109) para generar una señal residual reconstruida a partir de la señal residual comprimida; medio de codificación (111) para codificar la señal residual comprimida, y medio de almacenamiento de bloques (113) para almacenar una señal de píxel reconstruida del bloque objetivo que va a utilizarse como muestras de referencia, en los que la señal de píxel del bloque objetivo se reconstruye sumando la señal de predicción intraimagen con la señal residual reconstruida, en el que el medio de generación de señales de predicción (103) obtiene muestras de referencia a partir de los bloques previamente reconstruidos, almacenados en el medio de almacenamiento de bloques, que son adyacentes al bloque objetivo, realiza un procedimiento de interpolación entre dos o más muestras de referencia clave generando muestras de referencia interpoladas, determina un modo intrapredicción y genera la señal de predicción intraimagen extrapolando las muestras de referencia interpoladas basándose en el modo intrapredicción determinado, y el medio de codificación (111) codifica el modo intrapredicción junto con los datos de compresión de la señal residual, y estando el dispositivo caracterizado porque el bloque objetivo tiene un tamaño de bloque de NxN muestras y las muestras de referencia clave son una primera muestra de referencia clave ubicada inmediatamente por encima de, y a la izquierda de, la muestra superior izquierda del bloque objetivo, una segunda muestra de referencia clave ubicada 2xN muestras por debajo de la primera muestra de referencia clave, en la misma columna vertical que la primera muestra de referencia clave, y una tercera muestra de referencia clave ubicada 2xN muestras a la derecha de la primera muestra de referencia clave, en la misma fila horizontal que la primera muestra de referencia clave, y el procedimiento de interpolación comprende un procedimiento de interpolación lineal realizado sobre las muestras de referencia entre las muestras de referencia clave primera y segunda para las muestras de referencia en la misma columna vertical, y entre la muestras de referencia clave primera y tercera para las muestras de referencia en la misma fila horizontal.

Description

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DESCRIPCION

Intraprediccion basada en muestras de referencia interpoladas Campo tecnico

La presente invencion se refiere a un dispositivo y a un metodo de codificacion por prediccion de imagenes en movimiento, y a un dispositivo y a un metodo de descodificacion por prediccion de imagenes en movimiento y, mas particularmente, al procesamiento por filtro de muestras adyacentes para utilizarse en la prediccion intraimagen.

Antecedentes de la tecnica

Las tecnologias de codificacion por compresion se utilizan para transmitir y acumular eficazmente datos de imagenes en movimiento. MPEG-1 a 4 y H.261 a H.264 son tecnologias de codificacion de video ampliamente utilizas.

En dichas tecnologias de codificacion de video, el procesamiento de la codificacion y el procesamiento de la descodificacion se llevan a cabo despues de que una imagen que va a codificarse se divida en una pluralidad de bloques. En la codificacion por prediccion intraimagen, se genera una senal de prediccion utilizando una senal de imagen adyacente previamente reconstruida (obtenida a partir de la restauracion de los datos de imagen comprimidos) ubicada dentro de la imagen actual en la que se incluye un bloque objetivo y despues se obtiene una senal diferencial restando la senal de prediccion de la senal del bloque objetivo y se codifica. En la codificacion por prediccion entre imagenes, en referencia a una senal de imagen previamente reconstruida dentro de una imagen distinta a la imagen dentro de la cual se incluye el bloque objetivo, se lleva a cabo una compensation de movimiento y se genera una senal de prediccion. La senal de prediccion se resta de la senal del bloque objetivo para generar una senal diferencial y se codifica la senal diferencial.

normalmente, en la codificacion por prediccion entre imagenes (interprediccion), se genera una senal de prediccion buscando imagenes previamente reconstruidas para una senal parecida a la senal de pixel de un bloque que va a codificarse. Se codifica un vector de movimiento que representa la cantidad de desplazamiento espacial entre el bloque objetivo y la zona formada por la senal buscada y la senal residual entre la senal de pixel del bloque objetivo y la senal de prediccion. La tecnica para buscar los bloques respectivos del vector de movimiento de esta manera se denomina coincidencia de bloques.

La figura 10 es un diagrama esquematico para explicar el procedimiento de coincidencia de bloques. En el presente documento, se describe el procedimiento para generar una senal de prediccion con un ejemplo en el que una imagen 701 incluye un bloque objetivo 702 que va a codificarse. Una imagen de referencia 703 se ha reconstruido previamente. Una zona 704 esta ubicada espacialmente en la misma position en que esta ubicado el bloque objetivo 702. En el procedimiento de coincidencia de bloques, se define una zona de busqueda 705 adyacente a la zona 704 y, a partir de las senales de pixel en la zona de busqueda, va a detectarse una zona 706 que tiene la suma mas baja de las diferencias absolutas de las senales de pixel del bloque objetivo 702. La senal de la zona 706 pasa a ser una senal de prediccion, y la cantidad de desplazamiento desde la zona 704 hasta la zona 706 se detecta como un vector de movimiento 707. Ademas, se utiliza normalmente un metodo en el que se identifican una pluralidad de imagenes de referencia 703 para cada bloque objetivo, se selecciona una imagen de referencia sobre la que se realiza la coincidencia de bloques, y se genera la information de selection de la imagen de referencia. En H.264, con el fin de hacer frente a los cambios de caracteristicas locales en las imagenes, se proporcionan una pluralidad de tipos de prediccion que se utilizan con diferentes tamanos de bloque cada uno para codificar un vector de movimiento. Los tipos de prediccion de H.264 se describen, por ejemplo, en la bibliografia de patente 2.

H264 tambien realiza codificacion por prediccion intraimagen (intraprediccion) en la que se genera una senal de prediccion extrapolando, en direcciones predeterminadas, los valores de los pixeles adyacentes previamente reconstruidos en un bloque a codificar. La figura 11 es un diagrama esquematico para explicar la prediccion intraimagen utiliza en la recomendacion H.264 de la UIT. En la figura 11(A), un bloque objetivo 802 es un bloque a codificar, y un grupo de pixeles 801 (grupo de muestras de referencia) es de una zona adyacente que incluye la senal de imagen previamente reconstruida en el procesamiento anterior, y el grupo incluye los pixeles A a M adyacentes al limite del bloque objetivo 802.

En este caso, se genera una senal de prediccion extendiendo el grupo de pixeles 801 (grupo de muestras de referencia) de los pixeles inmediatamente adyacentes por encima del bloque objetivo 802 en la direction hacia abajo. En la figura 11(B), se genera una senal de prediccion extendiendo los pixeles previamente reconstruidos (de I a L) ubicados a la izquierda de un bloque objetivo 804 en la direccion hacia la derecha. Se proporciona una explicacion detallada para generar una senal de prediccion, por ejemplo, en la bibliografia de patente 1. La diferencia de la senal de pixel del

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bloque objetivo se calcula para cada una de las nueve senales de prediction generadas tal como se muestra en las figuras 11(A) - 11(B). La senal de prediccion que tiene el valor de diferencia mas pequeno se selecciona como la senal de prediccion optima. Tal como se describio anteriormente, las senales de prediccion (muestras por intraprediccion) pueden generarse extrapolando los p^xeles. La description anterior se proporciona en la bibliografia de patente 1 a continuation.

La prediccion intraimagen que se muestra en la bibliografia de no patente 1 proporciona 25 tipos de metodos de generation de senales de prediccion, todos ellos realizados en diferentes direcciones de muestras de referencia que se extienden, ademas de los 9 tipos descritos anteriormente (un total de 34 tipos).

En la bibliografia de no patente 1, con el fin de suprimir distorsiones en las muestras de referencia, las muestras de referencia se someten a un filtro de paso bajo antes de que se genere una senal de prediccion. Concretamente, se aplica un filtro 121 que tiene coeficientes de ponderacion de 1 : 2 : 1 a las muestras de referencia antes de la prediccion por extrapolation. Este procesamiento se denomina intrasuavizado.

Con referencia a la figura 7 y a la figura 8, se describe la prediccion intraimagen en la bibliografia de no patente 1. La figura 7 muestra un ejemplo de division en bloques. Previamente, se han reconstruido cinco bloques 220, 230, 240, 250 y 260, adyacentes a un bloque objetivo 201, que tiene un tamano de bloque de NxN muestras. Para la intraprediccion del bloque objetivo 201, se utilizan muestras de referencia indicadas como ref[x] (x = 0 a 4N). La figura 8 muestra el flujo de procedimiento de la intraprediccion. En primer lugar, en la etapa 310, las muestras de referencia ref[x] (x = 0 a 4N) se obtienen de una memoria en la que, un generador de senales de prediccion que lleva a cabo el procedimiento de prediccion intraimagen, almacena los pixeles reconstruidos. En la etapa, algunos de los bloques adyacentes pueden no haberse reconstruido debido al orden de codification, y pueden no obtenerse todas las 4N + 1 muestras de ref[x]. Si es el caso, las muestras perdidas se sustituyen por muestras generadas mediante un procedimiento de relleno (se copian los valores de las muestras adyacentes), a traves del cual se preparan las 4N + 1 muestras de referencia. Los detalles del procedimiento de relleno se describen en la bibliografia de no patente 1.

A continuacion, en la etapa 320, el generador de senales de prediccion realiza el procedimiento de suavizado sobre las muestras de referencia utilizando el filtro 121. Finalmente, en la etapa 330, el generador de senales de prediccion predice una senal en el bloque objetivo mediante extrapolaciones (en las direcciones de prediccion intraimagen) y genera una senal de prediccion (por ejemplo, muestras por intraprediccion).

Lista de citas

Bibliografia de patente

Bibliografia de patente 1: Patente estadounidense n.° 6765964 Bibliografia de patente 2: Patente estadounidense n.° 7003035

El documento EP 2 712 192 A2 (KT CORP [KR]) es la tecnica anterior en virtud del Art. 54(3) de la Convention de Patente Europea y divulga un metodo de intraprediccion para un descodificador que comprende la generacion de pixeles de referencia que van a utilizarse en la intraprediccion de una unidad de prediccion, en el que los pixeles de referencia y/o los pixeles de los bloques de prediccion se predicen basandose en un pixel base y el valor de pixel predicho puede ser la suma del valor de pixel del pixel base y la diferencia entre los valores de pixel del pixel base y el pixel generado.

Bibliografia de no patente 2:

Bibliografia de no patente 1: B. Bross et al., "High efficiency video coding (HEVC) text specification draft 8", Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC) of ITU-T SG 16 WP3 and ISO/IEC JTC1/SC29/WG11, JCTVC-11003, 10th Meeting: Estocolmo, Suecia, 11 al 20 de julio de 2012.

Davies (BBC) T et al.: “Suggestion for a test model”,1. JCT-VC MEETING; 15-4-2010 - 23-4-2010; DRESDEN; (JOINTCOLLABORATIVE TEAM ON VIDEO CODING OF ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 AND ITU-TSG.16, JCTV-A033 ); 7 de mayo de 2010 (2010-05-07), el documento XP030007526 divulga una prediccion angular para prediccion intratrama.

Viktor Wahadaniah et al.: "Constrained Intra Prediction Scheme for Flexible-Sized Prediction Units in HEVC",JOINT COLLABORATIVE TEAM ON VIDEO CODING (JCT-VC) OF ITU-T SG16 WP3 AND ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 JCTVC-D094, ITU-T, 21 enero de 2011 (2011-01-21), pags. 1-8, el documento XP030008134 divulga posibles mejoras

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del esquema de intraprediccion limitado en HEVC.

Resumen de la invencion Problema tecnico

La figura 9 muestra un ejemplo de una senal que representa una zona plana en la que los valores de los pixeles son similares. Cuando los valores de los pixeles originales 410 (valores de muestra originales) se codifican mediante cuantificacion gruesa, los valores reconstruidos 420 (valores de muestra reconstruidos) en el bloque toman un valor constante y aparece una distorsion en forma de escalon en un limite de bloque 430. Esta distorsion se conoce como ruido de bloque y normalmente se elimina aplicando un filtro de eliminacion de ruido de bloque a la imagen reconstruida. Sin embargo, la muestra de referencia utilizada en la prediction intraimagen es una senal previamente preparada para la aplicacion del procedimiento de filtro para eliminar el ruido de bloque, de modo que el ruido de bloque que permanece en la muestra de referencia en el limite de bloque se propaga a la senal de prediccion (muestras por intraprediccion) del bloque objetivo a traves de la prediccion intraimagen. El ruido de bloque que se ha propagado a la senal de prediccion no puede eliminarse mediante un procedimiento de eliminacion de ruido de bloque para una senal reconstruida y, por lo tanto, se propaga directamente al grupo de muestras de referencia para el siguiente bloque objetivo.

En la bibliografia de no patente 1, se preparan 34 tipos diferentes de direcciones de extrapolation en el metodo de extrapolation por prediccion intraimagen (en las direcciones de prediccion intraimagen), de modo que se propaga el ruido de bloque mientras cambian las direcciones. Como resultado, se producen una pluralidad de artefactos perifericos en la senal reconstruida de una zona plana en una imagen. En particular, cuando el ruido se propaga en un bloque de gran tamano, los artefactos perifericos atraviesan el gran bloque, presentando un efecto visual desagradable.

El filtro 121 descrito en los antecedentes de la tecnica puede eliminar el ruido de manera eficaz dentro de las muestras de referencia, pero no puede eliminar el ruido en forma de escalon tal como se ilustra en la figura 9 debido a un bajo numero de toques.

El objetivo de la presente invencion es suprimir el ruido artificial tal como los artefactos perifericos descritos anteriormente.

Solucion al problema

La solucion al problema se proporciona mediante un dispositivo de codification por prediccion de imagenes en movimiento segun la reivindicacion 1, un dispositivo de descodificacion por prediccion de imagenes en movimiento segun la reivindicacion 2, un metodo de codificacion por prediccion de imagenes en movimiento segun la reivindicacion 3 y un metodo de descodificacion por prediccion de imagenes en movimiento segun la reivindicacion 4.

Efectos de la invencion

Con el procedimiento de filtro aplicado sobre las muestras de referencia mediante interpolation bilineal segun la presente invencion, se hace cambiar las senales en las muestras de referencia gradualmente utilizando muestras en ambos extremos de las muestras de referencia, suprimiendo de ese modo dicho ruido artificial como los artefactos perifericos.

Breve descripcion de los dibujos

La figura 1 es un diagrama de bloques que muestra un dispositivo de codificacion por prediccion de imagenes en movimiento segun un modo de realization de la presente invencion.

La figura 2 es un diagrama de bloques que muestra un dispositivo de descodificacion por prediccion de imagenes en movimiento segun un modo de realizacion de la presente invencion.

La figura 3 es un diagrama de flujo que muestra un metodo de prediccion intraimagen segun un modo de realizacion de la presente invencion.

La figura 4 es un diagrama de flujo que muestra otro ejemplo del metodo de prediccion intraimagen segun un modo de realizacion de la presente invencion.

La figura 5 es un diagrama que muestra una configuration de hardware de un ordenador que ejecuta un programa almacenado en un medio de grabacion.

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La figura 6 es una vision general del ordenador que ejecuta un programa almacenado en un medio de grabacion.

La figura 7 es un diagrama que ilustra un ejemplo de muestras de referencia utilizas en la prediccion intraimagen.

La figura 8 es un diagrama de flujo que muestra un metodo de prediccion intraimagen en una tecnica convencional.

La figura 9 es un diagrama que ilustra la relacion entre una senal original y una senal reconstruida en una zona plana.

La figura 10 es un diagrama esquematico que explica un procedimiento de estimacion del movimiento en la prediccion entre imagenes.

La figura 11 es un diagrama esquematico que explica la prediccion intraimagen mediante extrapolacion de muestras de referencia.

La figura 12 es un diagrama que ilustra otro ejemplo de muestras de referencia utilizas en la prediccion intraimagen.

La figura 13 es un diagrama de flujo que ilustra un procedimiento en un generador de senales de prediccion 103 en la figura 1.

La figura 14 es un diagrama de flujo que ilustra un procedimiento en un generador de senales de prediccion 208 en la figura 2.

La figura 15 es un diagrama de flujo que muestra un segundo ejemplo distinto del metodo de prediccion intraimagen segun un modo de realizacion de la presente invencion.

La figura 16 es un diagrama de bloques que muestra una configuration de un programa de codification por prediccion de imagenes en movimiento.

La figura 17 es un diagrama de bloques que muestra una configuracion de un programa de descodificacion por prediccion de imagenes en movimiento.

Modos de realizacion de la invencion

A continuation, se describiran modos de realizacion de la presente invencion con referencia de la figura 1 a la figura 7 y de la figura 13 a la figura 17.

La figura 1 es un diagrama de bloques que muestra un dispositivo de codificacion por prediccion de imagenes en movimiento 100 segun un modo de realizacion de la presente invencion. Tal como se muestra en la figura 1, el dispositivo de codificacion por prediccion de imagenes en movimiento 100 incluye un terminal de entrada 101, un divisor de bloques 102, un generador de senales de prediccion 103, una memoria de tramas 104, un sustractor 105, un transformador 106, un cuantificador 107, un cuantificador inverso 108, un transformador inverso 109, un sumador 110, un codificador de entropia 111, un terminal de salida 112, una memoria de bloques 113 y un filtro de bucle 114. El sustractor 105, el transformador 106 y el cuantificador 107 funcionan como “medios de codificacion” referidos en las reivindicaciones. El cuantificador inverso 108, el transformador inverso 109 y el sumador 110 funcionan como “medios de descodificacion” referidos en las reivindicaciones. La memoria de tramas 104 funciona como “medio de almacenamiento de imagenes” y la memoria de bloques 113 funciona como “medio de almacenamiento de bloques”.

El funcionamiento del dispositivo de codificacion por prediccion de imagenes en movimiento 100 configurado tal como se ha descrito anteriormente se describe a continuacion. La senal de una imagen en movimiento compuesta por una pluralidad de imagenes se introduce al terminal de entrada 101. El divisor de bloques 102 divide una imagen que va a codificarse en una pluralidad de zonas. En un modo de realizacion segun la presente invencion, tal como se muestra en el ejemplo en la figura 7, el tamano de bloque no esta limitado. Una variedad de tamanos y formas de bloque pueden definirse de manera coincidente en una imagen. El orden de codificacion de bloque se describe, por ejemplo, en la bibliografia de no patente 1. A continuacion, se genera una senal de prediccion para una zona que va a codificarse (denominada en lo sucesivo, en el presente documento, “bloque objetivo”). En un modo de realizacion segun la presente invencion, se utilizan dos tipos de metodos de prediccion, concretamente, prediccion intraimagen y prediccion entre imagenes. El procedimiento de generation de senales de prediccion en el generador de senales de prediccion 103 se describe mas adelante utilizando la figura 13.

El sustractor 105 resta una senal de prediccion (a traves de una linea L103) de la senal de un bloque objetivo (a traves de una linea L102) y genera una senal residual. El transformador 106 transforma la senal residual mediante la

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transformada de coseno discreta. El cuantificador 107 cuantifica cada coeficiente de la transformada. El codificador de entrc^a 111 codifica los coeficientes de transformada cuantificados y emite, al terminal de salida 112, los coeficientes de transformada codificados junto con informacion de prediccion necesaria para generar una senal de prediction.

Con el fin de realizar la prediccion intraimagen o la prediccion entre imagenes en el bloque objetivo posterior, la senal comprimida del bloque objetivo se descodifica y se procesa inversamente. Mas concretamente, los coeficientes de transformada cuantificados se cuantifican inversamente mediante el cuantificador inverso 108 y despues se transforman mediante la transformada de coseno directa con el transformador inverso 109, a traves del cual se reconstruye la senal residual. El sumador 110 suma la senal residual reconstruida con la senal de prediccion enviada a traves de la linea L103 para reproducir la senal del bloque objetivo. La senal del bloque reconstruido se almacena en la memoria de bloques 113 para la prediccion intraimagen. Una imagen reconstruida formada por la senal reconstruida se almacena en la memoria de tramas 104 despues de que un ruido de bloque experimentado en la imagen reconstruida se elimine mediante el filtro de bucle 114.

Con referencia a la figura 13, se explica el flujo del procedimiento de senal de prediccion realizado en el generador de senales de prediccion 103. En primer lugar, en la etapa S302, se genera la informacion de prediccion necesaria para la prediccion entre imagenes. Concretamente, una imagen reconstruida que se codifica previamente y despues se reconstruye se utiliza como imagen de referencia. Esta imagen de referencia se busca para un vector de movimiento y una imagen de referencia que da una senal de prediccion con la diferencia mas pequena del bloque objetivo. En este caso, el bloque objetivo se introduce a traves de la linea L102 y la imagen de referencia se introduce a traves de una linea L104. Una pluralidad de imagenes previamente codificadas y reconstruidas se utilizan como imagenes de referencia. Los detalles de las mismas son los mismos que en H.264 lo cual es la tecnica o metodo convencional que se muestra en la bibliografia de no patente 1.

En la etapa S303, se genera informacion de prediccion necesaria para la prediccion intraimagen. Tal como se muestra en la figura 7, los valores de pixel previamente reconstruidos, espacialmente adyacentes al bloque objetivo, se utilizan para generar senales de prediccion en una pluralidad de direcciones de intraprediccion. Luego se selecciona la direction de prediccion (modo intraprediccion) que da una senal de prediccion con la diferencia mas pequena del bloque objetivo. En el presente documento, el generador de senales de prediccion 103 genera una senal de prediccion intraimagen adquiriendo las senales de pixel previamente reconstruidas dentro de la misma imagen que las muestras de referencia de la memoria de bloques 113 a traves de una linea L113 y extrapolando estas senales.

A continuation, en la etapa S304, se selecciona un metodo de prediccion de entre prediccion entre imagenes y prediccion intraimagen que va a aplicarse al bloque objetivo. Por ejemplo, se selecciona uno de los metodos de prediccion que da un valor de prediccion con una pequena diferencia del bloque objetivo. De forma alternativa, los dos metodos de prediccion pueden realizarse realmente hasta el final del procesamiento de codification, y puede seleccionarse el que tiene un valor de evaluacion menor calculado a partir de la relacion entre la cantidad de codificacion producida y la suma de los valores absolutos de las imagenes de diferencia codificadas. La informacion de seleccion del metodo de prediccion seleccionado se envia como informacion necesaria para generar una senal de prediccion al codificador de entropia 111 a traves de una linea L112 para la codificacion y, a continuacion, se emite desde el terminal de salida 112 (etapa S305).

Si el metodo de prediccion seleccionado en la etapa S306 es la prediccion entre imagenes, se genera una senal de prediccion en la etapa S307 basandose en la informacion de movimiento (la informacion del vector de movimiento y la imagen de referencia). La senal de prediccion entre imagenes generada se emite al sustractor 105 a traves de la linea L103. En la etapa S308, la informacion de movimiento se envia como informacion necesaria para generar una senal de prediccion hasta el codificador de entropia 111 a traves de la linea L112 para la codificacion y, a continuacion, se emite desde el terminal de salida 112.

Si el metodo de prediccion seleccionado en la etapa S306 es la prediccion intraimagen, se genera una senal de prediccion en la etapa S309 basandose en el modo intraprediccion. La senal de prediccion intraimagen generada se emite al sustractor 105 a traves de la linea L103. En la etapa S310, el modo intraprediccion se envia como informacion necesaria para generar una senal de prediccion hasta el codificador de entropia 111 a traves de la linea L112 para la codificacion y, a continuacion, se emite desde el terminal de salida112.

El metodo de codificacion utilizado en el codificador de entropia 111 puede ser codificacion aritmetica o puede ser codificacion de longitud variable.

La figura 2 es un diagrama de bloques de un dispositivo de descodificacion por prediccion de imagenes en movimiento 200 segun un modo de realization de la presente invention. Tal como se muestra en la figura 2, el dispositivo de descodificacion por prediccion de imagenes en movimiento 200 incluye un terminal de entrada 201, un analizador de

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datos 202, un cuantificador inverso 203, un transformador inverso 204, un sumador 205, un generador de senales de prediccion 208, una memoria de tramas 207, un terminal de salida 206, un filtro de bucle 209 y una memoria de bloques 215. El cuantificador inverso 203 y el transformador inverso 204 funcionan como los “medios de descodificacion” referidos en las reivindicaciones. Puede utilizarse cualquier otro medio como medio de descodificacion. El transformador inverso 204 puede omitirse. La memoria de tramas 207 funciona como “medio de almacenamiento de imagenes” y la memoria de bloques 215 funciona como “medio de almacenamiento de bloques”.

El funcionamiento del dispositivo de descodificacion por prediccion de imagenes en movimiento 200 configurado tal como se ha descrito anteriormente se describe a continuation. Los datos comprimidos que se codifican por

compresion mediante el metodo descrito previamente se introducen desde el terminal de entrada 201. Los datos comprimidos incluyen una senal residual obtenidos prediciendo y codificando un bloque objetivo de una pluralidad de bloques de una imagen dividida, asi como la information necesaria para generar una senal de prediccion. Tal como se muestra en el ejemplo en la figura 7, el tamano de bloque no esta limitado. Una variedad de tamanos y formas de bloque pueden definirse de manera coincidente en una imagen. El orden de descodificacion de bloque se describe, por ejemplo, en la bibliografia de no patente 1. La informacion necesaria para generar una senal de prediccion incluye la informacion de selection del metodo de prediccion y la informacion de movimiento (para la prediccion entre imagenes) o el modo intraprediccion (para la prediccion intraimagen).

El analizador de datos 202 descodifica la senal residual del bloque objetivo, la informacion necesaria para generar una senal de prediccion y el parametro de cuantificacion a partir de los datos comprimidos. El cuantificador inverso 203 cuantifica inversamente la senal residual descodificada del bloque objetivo basandose en el parametro de cuantificacion (a traves de una linea L202). El transformador inverso 204 transforma inversamente la senal residual cuantificada inversamente mediante la transformada de coseno discreta. Como resultado, se reconstruye la senal residual. A continuacion, la informacion necesaria para generar una senal de prediccion se envia al generador de senales de prediccion 208 a traves de una linea L206. El generador de senales de prediccion 208 genera una senal de prediccion del bloque objetivo basandose en la informacion necesaria para generar una senal de prediccion. Un procedimiento de generation de una senal de prediccion en el generador de senales de prediccion 208 se describe mas adelante utilizando la figura 14. La senal de prediccion generada se envia al sumador 205 a traves de una linea L208 y se suma a la senal residual reconstruida. El bloque objetivo senal por tanto se reconstruye y se emite al filtro de bucle 209 a traves de una linea L205 y, al mismo tiempo, se almacena en la memoria de bloques 215 para utilizarse para la prediccion intraimagen de bloques posteriores. El filtro de bucle 209 elimina un ruido de bloque a partir de la entrada de la senal reconstruida a traves de la linea L205. La imagen reconstruida que tiene un ruido de bloque eliminado se almacena en la memoria de tramas 207 como una imagen reconstruida para utilizarse en la de descodificacion y reproduction de imagenes posteriores.

El flujo de procesamiento de la senal de prediccion realizado en el generador de senales de prediccion 208 se describe utilizando la figura 14. En primer lugar, en la etapa S402, se obtiene el metodo de prediccion descodificado mediante el analizador de datos 202.

Si el metodo de prediccion descodificado es la prediccion entre imagenes (etapa S403), se obtiene la informacion de movimiento (la informacion de vector de movimiento y la imagen de referencia) descodificada mediante el analizador de datos 202 (etapa S404). Se accede a la memoria de tramas 207 basandose en la informacion de movimiento para obtener una senal de referencia a partir de una pluralidad de imagenes de referencia, y se genera una senal de prediccion (etapa S405).

Si el metodo de prediccion descodificado es la prediccion intraimagen (etapa S403), se obtiene el modo intraprediccion descodificado mediante el analizador de datos 202 (etapa S406). Se accede a la memoria de bloques 215 para obtener senales de pixel previamente reconstruidas ubicadas adyacentes al bloque objetivo como muestras de referencia, y se genera una senal de prediccion basandose en el modo intraprediccion (etapa S407). La senal de prediccion generada se emite al sumador 205 a traves de L208.

El metodo de descodificacion utilizado en el analizador de datos 202 puede ser descodificacion aritmetica o puede ser descodificacion de longitud variable.

A continuacion, se describe el metodo de prediccion intraimagen en un modo de realization de la presente invention utilizando la figura 3 y la figura 7. Concretamente, se describen los detalles de la etapa S309 en la figura 13 y de la etapa S407 en la figura 14, que incluyen un metodo de estimation de las muestras por intraprediccion en un bloque objetivo mediante extrapolation basandose en el modo intraprediccion utilizando las muestras de referencia obtenidas a partir de la memoria de bloques 113 en la figura 1 o de la memoria de bloques 215 en la figura 2.

En la presente invencion, con el fin de suprimir ruidos tales como artefactos perifericos descritos previamente en la

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seccion Problema tecnico, se aplica un procedimiento de interpolation bilineal a un grupo de muestras de referencia utilizas en la prediction intraimagen con respecto al bloque que experimenta artefactos perifericos. Un aspecto de ruido en forma de escalon en el limite de bloque del grupo de muestras de referencia se suprime haciendo que la senal del grupo de muestras de referencia cambie suavemente.

El procedimiento de interpolacion bilineal aplicado al grupo de muestras de referencia se describe utilizando la figura 7. Cuando un bloque objetivo 201 tiene un tamano de bloque de NxN muestras, el grupo de muestras de referencia adyacentes 270 de 4N + 1 muestras de referencia (ref[x] (x = 0 a 4N)) se forma con las senales previamente reconstruidas que pertenecen a cinco bloques previamente reconstruidos 220, 230, 240, 250 y 260. En el presente modo de realization, tres muestras de referencia ubicadas en los extremos del grupo de muestras de referencia 270, concretamente, la muestra de referencia inferior izquierda BL = ref[0] y la muestra de referencia superior derecha AR= ref[4N] y la muestra de referencia superior izquierda AL = ref[2N] ubicadas en el centro del grupo de muestras de referencia 270 y en la parte superior izquierda del bloque objetivo se definen como muestras de referencia clave de la interpolacion bilineal. En el presente documento, las 4N+ 1 muestras de referencia se interpolan de la siguiente manera.

ref'[0] = ref[0] (1)

ref'[i] = BL + (i*(AL - BL) + N) I 2N (i =1 a 2N -1) (2)

ref'[2N] = ref[2N] (3)

ref'[2N + i] = AL + (i*(AR - AL) + N) I 2N (i = 1 a 2N-1) (4)

ref'[4N] = ref[4N] (5)

donde ref'[x] (x = 0 a 4N) representa los valores de las muestras de referencia interpoladas. Las ecuaciones (2) y (4) pueden transformarse en las ecuaciones (2)' y (4)', respectivamente.

ref'[i] = ((2N- i)*BL + i* AL + N) I 2N(i = 1 a 2N-1) (2)'

ref'[2N + i] = ((2N- i)* AL + i*AR + N) I 2N (i =1 a 2N-1) (4)'

Los valores de las muestras de referencia entre BL y AL se generan con las muestras de referencia clave BL y AL mediante interpolacion bilineal, y los valores de las muestra de referencia entre AL y AR se generan con las muestras de referencia clave AL y AR mediante interpolacion bilineal, dando como resultado que los niveles de los valores de las muestras de referencia interpoladas se hacen cambiar suavemente. Como resultado, puede suprimirse la propagation de ruido de bloque a la senal de prediccion.

A continuation, se describen los criterios para determinar si la interpolacion bilineal debe aplicarse a las muestras de referencia utilizando la figura 7. En el presente modo de realizacion, la determination se hace utilizando las tres muestras de referencia clave y dos muestras de referencia en el limite de bloque, y dos umbrales. UMBRAL_SUPERIOR y UMBRAL_IZQUIERDO son umbrales utilizados para determinar si la interpolacion bilineal debe aplicarse a las muestras de referencia ref[x] (x = 2N + 1 a 4N -1) en la position superior y las muestras de referencia ref[x] (x = 1 a 2N- 1) en la posicion izquierda, respectivamente, con respecto al bloque objetivo. La interpolacion bilineal se aplica a la muestra de referencia que satisface los criterios de determinacion.

En el presente modo de realizacion, se utilizan los siguientes criterios de determinacion. Interpolar_Superior e Interpolar_Izquierdo en las dos ecuaciones siguientes son valores booleanos. Cuando se satisface el lado derecho, es verdadero (1) y se aplica la interpolacion bilineal. Cuando no se satisface el lado derecho, es falso (0) y se aplica el intrasuavizado mediante el filtro 121 convencional.

Interpolar_Izquierdo= abs(BL + AL- 2 *ref[N]) < UMBRAL_IZQUIERDO (6)

Interpolar_Superior = abs(AL + AR - 2*ref[3N]) < UMBRAL_SUPERIOR (7)

Cuando los valores de BL, AL y ref[3N] estan sobre una linea recta, el valor de BL + AL- 2*ref[N] es cero. De manera similar, cuando los valores de Al, AR y ref[3N] estan sobre una linea recta, el valor de AL + aR - 2*ref[3N] tambien es cero. En otras palabras, las dos ecuaciones anteriores comparan la magnitud de desviacion de ref[N] desde la linea recta que conecta BL y AL y la magnitud de desviacion de ref[3N] desde la linea recta que conecta Al y AR, con de los umbrales respectivos. Si las dos desviaciones calculadas son mas pequenas que el umbral correspondiente

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UMBRAL_SUPERIOR o UMBRAL_ IZQUIERDO, el valor booleano (Interpolar_Superior o Interpolar_Izquierdo) es verdadero, y la interpolation bilineal se aplica a la muestra de referencia. En las ecuaciones (6) y (7), abs(x) calcula el valor absoluto de x.

Los valores de los dos umbrales (UMBRAL_SUPERIOR y UMBRAL_ IZQUIERDO) pueden preestablecerse a valores fijos, o pueden codificarse para cada trama o para cada trozo que tiene una pluralidad de bloques juntos, y descodificarse mediante el descodificador. Los valores de los dos umbrales pueden codificarse para cada bloque y descodificarse mediante el descodificador. En la figura 2, los dos umbrales se descodifican mediante el analizador de datos 202 y se emiten al generador de senales de prediction 208 para utilizarse en la generation una senal de prediction intraimagen detallada a continuation en la figura 3 y la figura 4.

La figura 3 muestra un diagrama de flujo de un procedimiento de estimation de las muestras por intraprediccion mediante extrapolation (en las direcciones de prediccion intraimagen). En primer lugar, en la etapa S510, el generador de senales de prediccion (103 o 208, en lo sucesivo se omite el numero de referencia) obtiene las muestras de referencia ref[x] (x = 0 a 4N) tal como se muestra en el grupo de pixeles 270 en la figura 7, a partir de la memoria de bloques (113 o 215, en lo sucesivo se omite el numero de referencia). Si los bloques adyacentes aun no se han reconstruido debido al orden de codification u otros motivos, y no pueden obtenerse todas las 4N + 1 muestras, las muestras perdidas se sustituyen mediante el procedimiento de relleno (se copian los valores de las muestras adyacentes), a traves del cual se preparan las 4N + 1 muestras de referencia. Los detalles del procedimiento de relleno se describen en la bibliografia de no patente 1. A continuacion, en la etapa 560, se calculan dos valores booleanos Interpolar_ Superior e Interpolar_ Izquierdo con las ecuaciones (6) y (7).

A continuacion, en la etapa 520, el generador de senales de prediccion determina si el bloque objetivo satisface los criterios de determination para aplicar la interpolacion bilineal. Concretamente, se determina si el tamano del bloque objetivo es mayor que un valor M predeterminado, y tambien se determina si el Interpolar_ Superior como el Interpolar_ Izquierdo calculados son ambos verdaderos. El motivo por el que el tamano de bloque se establece como criterio de determinacion es debido a que es posible que el problema de los artefactos perifericos se produzca en un bloque de gran tamano. La prueba para determinar si el tamano de un bloque es mayor que el gran valor M ayuda a evitar que se realicen cambios innecesariamente a las muestras de referencia.

Si los dos criterios de determinacion se satisfacen (tamano de bloque >= M e Interpolar_ Superior == verdadero e Interpolar_ Izquierdo == verdadero), el procedimiento avanza a la etapa 530. Si no se satisfacen, el procedimiento avanza a la etapa 540. En la etapa 530, el procedimiento de interpolacion bilineal que se muestra en las ecuaciones (1) a (5) se aplica a las muestras de referencia ref[x] (x = 0 a 4N) para generar las muestras de referencia interpoladas ref'[x] (x = 0 a 4N). En la etapa 540, segun las ecuaciones (8) y (9), se aplica intrasuavizado mediante el filtro 121 a las muestras de referencia ref[x] (x = 0 a 4N).

ref'[i] = ref[i] (i = 0 y 4N) (8)

ref'[i] = (ref[i -1] + 2*ref[i] + ref[i + 1] + 2) I 4 (i = 1 a 4N-1) (9),

Finalmente, en la etapa 550, las muestras por intraprediccion del bloque objetivo se estiman mediante extrapolacion (en la direction de prediccion intraimagen) utilizando el modo intraprediccion ya determinado y las muestras de referencia suavizadas o interpoladas ref'[x] (x = 0 a 4N).

La figura 4 ilustra ademas los detalles de la figura 3 y muestra un diagrama de flujo de un procedimiento de estimacion de la muestra por intraprediccion mediante extrapolacion (en la direccion de prediccion intraimagen) en caso de que la conmutacion entre la interpolacion bilineal y el filtro 121 se lleve a cabo separada e independientemente en las muestras de referencia izquierdas (ref[x], x = 0 a 2N) y las muestras de referencia superiores (ref[x], x = 2N a 4N). En primer lugar, en la etapa 610, el generador de senales de prediccion (103 o 208, en lo sucesivo se omite el numero de referencia) obtiene las muestras de referencia ref[x] (x = 0 a 4N) tal como se muestra en el grupo de pixeles 270 en la figura 7 a partir de la memoria de bloques (113 o 215, en lo sucesivo se omite el numero de referencia). Si los bloques adyacentes aun no se han reconstruido debido al orden de codificacion u otros motivos, y no pueden obtenerse todas las 4N + 1 muestras de referencia, las muestras perdidas se sustituyen mediante el procedimiento de relleno (se copian los valores de las muestras adyacentes), a traves del cual se preparan las 4N + 1 muestras de referencia. Los detalles del procedimiento de relleno se describen en la bibliografia de no patente 1.

A continuacion, en la etapa 680, los dos valores booleanos Interpolar_Superior e Interpolar_ Izquierdo se calculan con las ecuaciones (6) y (7).

A continuacion, en la etapa 620, el generador de senales de prediccion determina si el bloque objetivo satisface los

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criterios para aplicar la interpolacion bilineal. Concretamente, se determina si el tamano del bloque objetivo es mayor que el valor M predeterminado, y tambien se determina si al menos, uno de los Interpolar Superior e Interpolar_ Izquierdo calculados, es verdadero. Si estos dos criterios de determination se satisfacen (tamano de bloque >= M e Interpolar_ Superior == verdadero o Interpolar_Izquierdo == verdadero), el procedimiento avanza a la etapa 625. Si no se satisfacen, el procedimiento avanza a la etapa 660. En la etapa 660, se aplica el intrasuavizado mediante el filtro 121 al grupo de muestras de referencia con las ecuaciones (8) y (9).

En la etapa 625, se determina si se satisface el criterio de determinacion, tal como se muestra en la ecuacion (6), para aplicar la interpolacion bilineal en las muestras de referencia izquierdas. Concretamente, si Interpolar_ Izquierdo es verdadero (1), el procedimiento avanza a la etapa 630 y se aplica el procedimiento de interpolacion bilineal que se muestra en las ecuaciones (1) y (2) a las muestras de referencia ref[x] (x = 0 a 2N) para generar las muestras de referencia interpoladas ref'[x] (x = 0 a 2N). Si el criterio de determinacion en la ecuacion (6) no se satisface, el procedimiento avanza a la etapa 635 y se aplica el intrasuavizado mediante el filtro 121 a las muestras de referencia izquierdas ref[x] (x = 0 a 2N) con las ecuaciones (10) y (11).

ref'[0] = ref[0] (10)

ref'[i] = (ref[i -1] + 2*ref[i] + ref[i + 1] + 2) I 4 (i = 1 a 2N-1) (11),

donde ref'[x] (x = 0 a 2N) representa los valores de las muestras de referencia suavizadas.

A continuation, en la etapa 640, se determina si se satisface el criterio de determinacion, tal como se muestra en la ecuacion (7), para aplicar la interpolacion bilineal en las muestras de referencia superiores. Concretamente, si Interpolar_Superior es verdadero (1), el procedimiento avanza a la etapa 650 y el procedimiento de interpolacion bilineal se aplica a las muestras de referencia superiores ref[i] (i = 2N + 1 a 4N) con las ecuaciones (3), (4) y (5). Si no se satisface el criterio de determinacion en la ecuacion (7), el procedimiento avanza a la etapa 655 y se aplica el intrasuavizado mediante el filtro 121 a las muestras de referencia superiores ref[x] (x = 2N + 1 a 4N) basandose en las ecuaciones (12), (13) y (14).

ref'[2N] = ref[2N] (12)

ref'[i] = (ref[i -1] + 2*ref[i] + ref[i + 1] + 2) I 4 (i = 2N + 1 a 4N-1) (13)

ref'[4N] = ref[4N] (14),

donde ref'[x] (x = 2N + 1 a 4N) representa los valores de los valores de referencia suavizados.

Finalmente, en la etapa 670, las muestras por intraprediccion del bloque objetivo se estiman mediante extrapolation (en la direction de prediction intraimagen) utilizando el modo intraprediccion ya determinado y las muestras de referencia suavizadas o interpoladas ref'[x] (x = 0 a 4N). Para la extrapolacion, cuando se proyecta una linea en la direccion de intraprediccion hacia las muestras de referencia suavizadas o interpoladas desde la position de la muestra en el bloque objetivo que va a extrapolarse, se utilizan las muestras de referencia suavizadas o interpoladas que estan ubicadas proximas a la linea proyectada.

Un programa de codification por prediccion de imagenes en movimiento para hacer que un ordenador funcione como el dispositivo de codificacion por prediccion de imagenes en movimiento 100 que se ha descrito previamente puede proporcionarse en un medio de grabacion. De manera similar, un programa de descodificacion por prediccion de imagenes en movimiento para hacer que un ordenador funcione como el dispositivo de descodificacion por prediccion de imagenes en movimiento 200 que se ha descrito previamente puede proporcionarse en un medio de grabacion. Ejemplos del medio de grabacion incluyen un medio de grabacion tal como una memoria USB, un disco flexible, un CD-ROM, un DVD o una ROM, y una memoria semiconductora.

Por ejemplo, tal como se muestra en la figura 16, un programa de codificacion por prediccion de imagenes en movimiento P100 incluye un modulo de division en bloques P101, un modulo de generation de senales de prediccion P102, un modulo de generacion de senales residuales P103, un modulo de compresion de senales residuales P104, un modulo de restauracion de senales residuales P105, un modulo de codificacion P106 y un modulo de almacenamiento de bloques P107.

Por ejemplo, tal como se muestra en la figura 17, un programa de descodificacion por prediccion de imagenes en

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movimiento P200 incluye un modulo de descodificacion P201, un modulo de generation de senales de prediction P202, un modulo de restauracion de senales residuales P203 y un modulo de almacenamiento de bloques P204.

El programa de codification por prediccion de imagenes en movimiento P100 o el programa de descodificacion por prediccion de imagenes en movimiento P200 configurado de esta manera se almacena en un medio de grabacion 10 que se muestra en la figura 5 y en la figura 6 descritas mas adelante y se ejecuta mediante un ordenador descrito mas adelante.

La figura 5 es un diagrama que muestra una configuration de hardware de un ordenador 30 para ejecutar un programa almacenado en un medio de grabacion, y la figura 6 es una description general del ordenador 30 para ejecutar un programa almacenado en un medio de grabacion. El ordenador 30 referido ampliamente en el presente documento incluye un reproductor de DVD, un descodificador, un telefono movil y similares, que estan equipados con una CPU para realizar el procesamiento o control de la information por software.

Tal como se muestra en la figura 6, el ordenador 30 incluye un lector 12 tal como una unidad de disco flexible, una unidad de CD-ROM o una unidad de DVD, una memoria de trabajo 14 (RAM) que tiene un sistema operativo residente, una memoria 16 para almacenar un programa almacenado en el medio de grabacion 10, un dispositivo de visualization 18 tal como una pantalla, un raton 20 y un teclado 22 que sirven de dispositivos de entrada, un dispositivo de comunicacion 24 para transmitir/recibir datos y una CPU 26 para controlar la ejecucion de un programa. Cuando el medio de grabacion 10 se inserta en el lector 12, el ordenador 30 puede acceder al programa de codificacion por prediccion de imagenes en movimiento almacenado en el medio de grabacion 10 desde el lector 12 y puede funcionar como el dispositivo de codificacion por prediccion de imagenes en movimiento 100 descrito previamente con el programa de codificacion por prediccion de imagenes en movimiento. De manera parecida, cuando el medio de grabacion 10 se inserta en el lector 12, el ordenador 30 puede acceder al programa de descodificacion por prediccion de imagenes en movimiento almacenado en el medio de grabacion 10 desde el lector 12 y puede funcionar como el dispositivo de descodificacion por prediccion de imagenes en movimiento 200 descrito previamente con el programa de descodificacion por prediccion de imagenes en movimiento.

La presente invention puede adoptar las siguientes modificaciones:

(A) Criterios de determination para aplicar interpolation bilineal

Los criterios de determinacion para aplicar la interpolacion bilineal no se limitan al metodo analizado en el modo de realization anterior. Por ejemplo, suponiendo que el resultado de la determinacion para aplicar la interpolacion es siempre verdadero, pueden omitirse las etapas 520, 620, 625 y 640. En este caso, el procedimiento de interpolacion se aplica siempre en lugar del procedimiento de suavizado mediante el filtro 121.

El modo intraprediccion puede anadirse a los criterios de determinacion. Por ejemplo, se mitigan los artefactos perifericos en el limite de bloque mediante un procedimiento de elimination del ruido del bloque y, por lo tanto, el resultado de la determinacion para aplicar el procedimiento de interpolacion puede ser siempre falso cuando la direction de prediccion del procedimiento de extrapolation es vertical u horizontal.

La prueba de tamano de bloque puede eliminarse de los criterios de determinacion. La correlation de tamano de bloque entre el bloque objetivo y el bloque adyacente puede utilizarse como criterio de determinacion en lugar del tamano de bloque del bloque objetivo. En el ejemplo en la figura 7, el tamano de bloque del bloque 260 ubicado adyacente a la izquierda del bloque objetivo 201 es mayor que el del bloque objetivo 201. En este caso, no se produce un ruido de bloque alrededor de ref[N]. Cuando el tamano de bloque del bloque adyacente es mayor que el del bloque objetivo de esta manera, el criterio de determinacion para aplicar la interpolacion puede ser falso sin tener en cuenta el resultado de la ecuacion (6) o (7). Por otra parte, los bloques 230, 240 y 250 ubicados adyacentes por encima del bloque objetivo 201 son mas pequenos que el bloque objetivo 201. En este caso, se determina la aplicacion de interpolacion en funcion del resultado de la ecuacion (6) o (7) debido a que es posible que un ruido de bloque se produzca alrededor de ref[3N] o ref[2N + N/2]. La correlacion en tamano de bloque entre el bloque objetivo y el bloque adyacente puede utilizarse como criterio de determinacion junto con el tamano de bloque del bloque objetivo.

Los umbrales (UMBRAL_ SUPERIOR y UMBRAL _IZQUIERDO) en las ecuaciones (6) y (7) en las ecuaciones (6) y (7) pueden definirse de manera separada para diferentes tamanos de bloque y formas de bloque (diferencias en tamanos de bloque vertical y horizontal) o diferentes modos intraprediccion y codificacion y se reconstruyen mediante el descodificador. Alternativamente, los valores de UMBRAL_ SUPERIOR y UMBRAL_ IZQUlERDO pueden establecerse al mismo valor, solo uno de los cuales se codifica y descodifica mediante el descodificador. En el descodificador, el umbral reconstruido mediante el analizador de datos 202 en la figura 2 se introduce en el generador de senales de prediccion 208. En el generador de senales de prediccion 208, los valores de Interpolar_ Superior e Interpolar_Izquierdo se calculan basandose en el umbral introducido (etapa 560 de la figura 3 o etapa 680 de la figura 4).

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En lugar de proporcionar los criterios de determination en las etapas 520, 620, 625 y 640, el resultado de la determination puede incluirse en el flujo de bits que va a codificarse y descodificarse mediante el descodificador. En este caso, en el generador de senales de prediction 103 de la figura 1, los valores (0 o 1) de Interpolar_ Superior e Interpolar_ Izquierdo, los dos valores se obtienen basandose en el tamano del bloque objetivo y los resultados de la ecuacion (6) y (7) y se codifican como information de prediccion necesaria para predecir cada bloque o cada grupo de bloques constituido por una pluralidad de bloques. En otras palabras, se envian esos valores al codificador de entropia 111 a traves de la linea L112 para codificar y despues se emiten desde el terminal de salida 112. Cuando se obtienen los valores (0 o 1) de Interpolar_ Superior e Interpolar_ Izquierdo, puede utilizarse la correlation de tamano de bloque entre el bloque objetivo y el bloque adyacente y el tamano del bloque objetivo y el modo intraprediccion tal como se ha descrito anteriormente.

En el analizador de datos 202 de la figura 2, los valores de Interpolar_ Superior e Interpolar_ Izquierdo se descodifican para cada bloque o para cada grupo de bloques constituido por una pluralidad de bloques y se introducen en el generador de senales de prediccion 208. Esos dos valores pueden codificarse y descodificarse de manera separada, o pueden codificarse y descodificarse los dos valores como un conjunto.

El procedimiento del metodo de prediccion intraimagen realizado en el generador de senales de prediccion 208 en la figura 2 se describe utilizando la figura 15. En este caso, la figura 15 reemplaza a la figura 4. En la figura 14, en la etapa S406, se obtienen los valores de Interpolar_ Superior e Interpolar_ Izquierdo descodificados juntos con el modo intraprediccion. En primer lugar, en la etapa 710, el generador de senales de prediccion (103 o 208, en lo sucesivo se omite el numero de referencia) obtiene las muestras de referencia ref[x] (x = 0 a 4N), tal como se muestra en el grupo de pixeles 270 de la figura 7, a partir de la memoria de bloques (113 o 215, en lo sucesivo se omite el numero de referencia). Si los bloques adyacentes aun no se han reconstruido debido al orden de codification u otros motivos, y no pueden obtenerse todas las 4N + 1 muestras de referencia, las muestras perdidas se sustituyen a traves del procedimiento de relleno (se copian los valores de las muestras adyacentes), a traves del cual se preparan las 4N + 1 muestras de referencia. Los detalles del procedimiento de relleno se describen en la bibliografia de no patente 1.

A continuation, en la etapa 790, se obtienen los valores de Interpolar_ Superior e Interpolar_ Izquierdo. En la etapa 720, el generador de senales de prediccion determina si el valor de Interpolar_ Superior o el de Interpolar_Izquierdo toma un valor de “1”. Si cualquiera de los dos toma un valor de “1”, el procedimiento avanza a la etapa 725. Si no se satisface, el procedimiento avanza a la etapa 760. En la etapa 760, se aplica el intrasuavizado mediante el filtro 121 al grupo de muestras de referencia con las ecuaciones (8) y (9).

En la etapa 725, si el valor de Interpolar_Izquierdo es “1”, el procedimiento avanza a la etapa 730 y se aplica el procedimiento de interpolation bilineal, que se muestra en las ecuaciones (1) y (2), a las muestras de referencia ref[x] (x = 0 a 2N) para generar las muestras de referencia interpoladas ref'[x] (x = 0 a 2N). Si el valor de Interpolar_Izquierdo es “0”, el procedimiento avanza a la etapa 735 y se aplica el intrasuavizado mediante el filtro 121 a las muestras de referencia izquierdas ref[x] (x = 0 a 2N) con las ecuaciones (10) y (11).

A continuacion, en la etapa 740, si el valor de lnterpolar_Superior es “1”, el procedimiento avanza a la etapa 750 y se aplica el procedimiento de interpolacion bilineal a las muestras de referencia superiores ref[i] (i = 2N + 1 a 4N) con las ecuaciones (3), (4) y (5). Si el valor de Interpolar_Superior es “0”, el procedimiento avanza a la etapa 755 y se aplica el intrasuavizado mediante el filtro 121 a las muestras de referencia izquierdas ref[x] (x = 2N + 1 a 4N) con las ecuaciones (12), (13) y (14).

Finalmente, en la etapa 770, las muestras por intraprediccion del bloque objetivo se estiman mediante extrapolation (en la direction de prediccion intraimagen) utilizando el modo intraprediccion descodificado y las muestras de referencia suavizadas o interpoladas ref'[x] (x = 0 a 4N).

(B) Procedimiento de interpolacion

En la description anterior, la interpolacion bilineal se utiliza en el procedimiento de interpolacion. Sin embargo, puede utilizarse otro procedimiento de interpolacion siempre que pueda eliminarse un ruido en el Kmite de bloque. Por ejemplo, todas las muestras de referencia pueden reemplazarse con el valor medio de las muestras de referencia clave. El metodo del procedimiento de interpolacion puede cambiarse segun el tamano de bloque o el tipo de prediccion intraimagen El metodo del procedimiento de interpolacion que va a aplicarse puede incluirse en el flujo de bits que va a codificarse y descodificarse.

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(C) Flujo del procedimiento de prediction intraimagen de muestras de referencia

El flujo del procedimiento de estimation de las muestras por intraprediccion mediante extrapolation (en la direction de prediccion intraimagen) no esta limitado al procedimiento de la figura 4. Por ejemplo, las etapas 625, 630 y 635 y las etapas 640, 650 y 655 pueden conmutar su orden. La ecuacion (3) y la ecuacion (12) pueden llevarse a cabo no en las etapas 650 y 655, sino en las etapas 630 y 635. Dado que los resultados del procedimiento de las ecuaciones (1), (3) y (5) y de las ecuaciones (10), (12) y (14) son los mismos, pueden llevarse a cabo juntas inmediatamente antes de la etapa 625 (entre las etapas 620 y 625), o inmediatamente despues de las etapas 650 y 655 (entre la etapa 650 o 655 y la etapa 670).

Los criterios de determination en la etapa 620 solo pueden incluir el tamano de bloque. En este caso, la ecuacion (12) puede reemplazarse con las ecuaciones (15) y (16) debido a que el resultado del procedimiento es el mismo que el de la figura 4.

ref' [2N] = ref[2N]

si Interpolar_ Superior == verdadero | | Interpolar_ Izquierdo= verdadero (15) ref' [2N] = (ref[2N -1] + 2 *ref[2N] + ref[2N + 1] + 2) I 4 otros (16),

donde ref' [2N] representa los valores de la muestra de referencia suavizada.

(D) Tamano de bloque

En la description anterior, el bloque objetivo es un bloque cuadrado. El procedimiento de interpolation para las muestras de referencia segun la presente invention puede aplicarse a un bloque no cuadrado. Un ejemplo de un bloque objetivo 290 de un tamano de bloque de Nx2N se muestra en la figura 12. En este caso, el numero de ref[x] es 3N + 1.

(E) Muestra de referencia clave

En la descripcion anterior, las tres muestras de referencia clave estan ubicadas en los extremos y el centro del grupo de muestras de referencia. Sin embargo, el numero y la position no se limitan a los mismos. Por ejemplo, puede cambiarse el numero o la posicion segun el tamano del bloque de referencia o la correlation entre el bloque de referencia y el bloque adyacente. El numero y la posicion de las muestras de referencia clave tambien pueden incluirse en el flujo de bits que va a codificarse y descodificarse. Las tres muestras de referencia clave en los extremos y el centro del grupo de muestras de referencia pueden establecerse como por defecto y, si se usan las muestras de referencia clave por defecto u otras, puede codificarse como information de instrucciones y descodificarse. En el analizador de datos 202 de la figura 2, se actualizan las muestras de referencia clave. Asi como las muestras de referencia clave que van actualizarse, ref[N + N/2] y ref[2N + N/2] pueden anadirse en la figura 7 o pueden utilizarse en lugar de ref[2N]. Alternativamente, ref[N/2] y ref[3N + N/2] pueden utilizarse en lugar de ref[0] y ref[ 4N] y el filtro 121 puede aplicarse a ref[1] hasta ref[N/2 - 1] y ref[3N + N/2] hasta ref[4N -1].

(F) Ecuaciones de criterios de determinacion

Las ecuaciones de determinacion utilizas en las etapas 520, 620, 625 y 640 no se limitan a las ecuaciones (6) y (7). Por ejemplo, ref[N + 1] y ref[3N + 1] pueden utilizarse en lugar de ref[N] y ref[3N] en la figura 7.

Lista de signos de referencia

100: dispositivo de codification por prediccion de imagenes en movimiento; 101: terminal de entrada; 102: divisor de bloques; 103: generador de senales de prediccion; 104: memoria de tramas; 105: sustractor; 106: transformador; 107: cuantificador; 108: cuantificador inverso; 109: transformador inverso; 110: sumador; 111 : codificador de entropia; 112: terminal de salida; 113: memoria de bloques; 114: filtro de bucle; 200: dispositivo de descodificacion por prediccion de imagenes en movimiento; 201: terminal de entrada; 202: analizador de datos; 203: cuantificador inverso; 204: transformador inverso; 205: sumador; 206: terminal de salida; 207: memoria de tramas; 208: generador de senales de prediccion; 209: filtro de bucle; 215: memoria de bloques.

Claims

5

10

15

20

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30

35

40

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50

55

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REIVINDICACIONES

1. Dispositivo de codificacion por prediction de imagenes en movimiento que comprende:

medio de division en bloques (102) para dividir una imagen de entrada en una pluralidad de bloques;

medio de generation de senales de prediccion (103) para generar una senal de prediccion intraimagen de un bloque objetivo que va a codificarse utilizando muestras de referencia previamente reconstruidas ubicadas adyacentes al bloque objetivo entre los bloques divididos a partir del medio de division en bloques;

medio de generacion de senales residuales (105) para generar una senal residual entre la senal de prediccion intraimagen del bloque objetivo y una senal de pixel del bloque objetivo;

medio de compresion de senales residuales (107) para comprimir la senal residual generada por el medio de generacion de senales residuales;

medio de restauracion de senales residuales (108, 109) para generar una senal residual reconstruida a partir de la senal residual comprimida;

medio de codificacion (111) para codificar la senal residual comprimida, y

medio de almacenamiento de bloques (113) para almacenar una senal de pixel reconstruida del bloque objetivo que va a utilizarse como muestras de referencia, en los que la senal de pixel del bloque objetivo se reconstruye sumando la senal de prediccion intraimagen con la senal residual reconstruida,

en el que el medio de generacion de senales de prediccion (103) obtiene muestras de referencia a partir de los bloques previamente reconstruidos, almacenados en el medio de almacenamiento de bloques, que son adyacentes al bloque objetivo, realiza un procedimiento de interpolation entre dos o mas muestras de referencia clave generando muestras de referencia interpoladas, determina un modo intraprediccion y genera la senal de prediccion intraimagen extrapolando las muestras de referencia interpoladas basandose en el modo intraprediccion determinado, y

el medio de codificacion (111) codifica el modo intraprediccion junto con los datos de compresion de la senal residual, y estando el dispositivo caracterizado porque

el bloque objetivo tiene un tamano de bloque de NxN muestras y las muestras de referencia clave son una primera muestra de referencia clave ubicada inmediatamente por encima de, y a la izquierda de, la muestra superior izquierda del bloque objetivo, una segunda muestra de referencia clave ubicada 2xN muestras por debajo de la primera muestra de referencia clave, en la misma columna vertical que la primera muestra de referencia clave, y una tercera muestra de referencia clave ubicada 2xN muestras a la derecha de la primera muestra de referencia clave, en la misma fila horizontal que la primera muestra de referencia clave, y el procedimiento de interpolacion comprende un procedimiento de interpolacion lineal realizado sobre las muestras de referencia entre las muestras de referencia clave primera y segunda para las muestras de referencia en la misma columna vertical, y entre la muestras de referencia clave primera y tercera para las muestras de referencia en la misma fila horizontal.
2. Dispositivo de descodificacion por prediccion de imagenes en movimiento que comprende:

medio (202, 203, 204) de descodificacion para descodificar, a partir de datos de compresion codificados para una pluralidad de bloques divididos, un modo intraprediccion que indica un procedimiento de prediccion intraimagen de un bloque objetivo que va a descodificarse, y una senal residual comprimida;

medio (208) de generacion de senales de prediccion para generar una senal de prediccion intraimagen utilizando el modo intraprediccion y muestras de referencia previamente reconstruidas ubicadas adyacentes al bloque objetivo; medio (205) de restauracion de senal residual para restaurar una senal residual reconstruida del bloque objetivo a partir de la senal residual comprimida, y

medio (215) de almacenamiento de bloques para restaurar una senal de pixel del bloque objetivo sumando la senal de prediccion con la senal residual reconstruida, y almacenando la senal de pixel reconstruida del bloque objetivo que va a utilizarse como muestra de referencia, en el que

el medio de generacion de senales de prediccion (208) obtiene muestras de referencia a partir de los bloques previamente reconstruidos, almacenados en el medio de almacenamiento de bloques, que son adyacentes al bloque objetivo, realiza un procedimiento de interpolacion entre dos o mas muestras de referencia clave generando muestras de referencia interpoladas, y genera la senal de prediccion intraimagen extrapolando las muestras de referencia

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interpoladas basandose en el modo intraprediccion determinado, y estando el dispositivo caracterizado porque

el bloque objetivo tiene un tamano de bloque de NxN muestras y las muestras de referencia clave son una primera muestra de referencia clave ubicada inmediatamente por encima de, y a la izquierda de, la muestra superior izquierda del bloque objetivo, una segunda muestra de referencia clave ubicada 2xN muestras por debajo de la primera muestra de referencia clave, en la misma columna vertical que la primera muestra de referencia clave, y una tercera muestra de referencia clave ubicada 2xN muestras a la derecha de la primera muestra de referencia clave, en la misma fila horizontal que la primera muestra de referencia clave, y el procedimiento de interpolacion comprende un procedimiento de interpolacion lineal realizado sobre las muestras de referencia entre la muestras de referencia clave primera y segunda para las muestras de referencia en la misma columna vertical, y entre la muestras de referencia clave primera y tercera para las muestras de referencia en la misma fila horizontal.
3. procedimiento de codificacion por prediction de imagenes en movimiento ejecutado por un dispositivo de codification por prediccion de imagenes en movimiento, comprendiendo el procedimiento de codificacion por prediccion de imagenes en movimiento:

una etapa de division en bloques que divide una imagen de entrada en una pluralidad de bloques;

una etapa de generation de senales de prediccion que genera, utilizando muestras de referencia previamente reconstruidas ubicadas adyacentes a un bloque objetivo que va a codificarse entre los bloques divididos de la etapa de division en bloques, una senal de prediccion intraimagen del bloque objetivo;

una etapa de generacion de senales residuales que genera una senal residual entre la senal de prediccion del bloque objetivo y una senal de pixel del bloque objetivo;

una etapa de compresion de senales residuales que comprime la senal residual generada en la etapa de generacion de senales residuales;

una etapa de restauracion de senales residuales que genera una senal residual reconstruida restaurando la senal residual comprimida;

una etapa de codificacion que codifica la senal residual comprimida, y

una etapa de almacenamiento de bloques que restaura la senal de pixel del bloque objetivo sumando la senal de prediccion con la senal residual reconstruida, y almacenando la senal de pixel reconstruida del bloque objetivo que va a utilizarse como muestras de referencia, en el que

en la etapa de generacion de senales de prediccion, se obtienen muestras de referencia a partir de bloques previamente reconstruidos, que se almacenan y son adyacentes al bloque objetivo, se realiza un procedimiento de interpolacion entre dos o mas muestras de referencia clave ubicadas en posiciones predeterminadas entre las muestras de referencia para generar muestras de referencia interpoladas, se determina un modo intraprediccion, y se genera la senal de prediccion intraimagen extrapolando las muestras de referencia interpoladas basandose en el modo intraprediccion determinado, y

en la etapa de codificacion, se codifica el modo intraprediccion junto con la senal residual comprimida, y

estando el metodo caracterizado porque

el bloque objetivo tiene un tamano de bloque de NxN muestras y las muestras de referencia clave son una primera muestra de referencia clave ubicada inmediatamente por encima de, y a la izquierda de, la muestra superior izquierda del bloque objetivo, una segunda muestra de referencia clave ubicada 2xN muestras por debajo de la primera muestra de referencia clave en la misma columna vertical que la primera muestra de referencia clave, y una tercera muestra de referencia clave ubicada 2xN muestras a la derecha de la primera muestra de referencia clave en la misma fila horizontal que la primera muestra de referencia clave, y el procedimiento de interpolacion comprende un procedimiento de interpolacion lineal realizado sobre las muestras de referencia entre la muestras de referencia clave primera y segunda para las muestras de referencia en la misma columna vertical, y entre las muestras de referencia clave primera y tercera para las muestras de referencia en la misma fila horizontal.
4. Un metodo de descodificacion por prediccion de imagenes en movimiento ejecutado mediante un dispositivo de descodificacion por prediccion de imagenes en movimiento, el metodo de descodificacion por prediccion de imagenes en movimiento que comprende:

5

10

15

20

25

30

una etapa de descodificacion que descodifica, a partir de datos de compresion codificados para una pluralidad de bloques divididos, un modo intraprediccion que indica un metodo de prediction intraimagen de un bloque objetivo que va a descodificarse y una senal residual comprimida;

una etapa de generation de senales de prediccion que genera una senal de prediccion intraimagen utilizando el modo intraprediccion y muestras de referencia previamente reconstruidas ubicadas adyacentes al bloque objetivo;

una etapa de restauracion de senales residuales que restaura una senal residual reconstruida del bloque objetivo a partir de la senal residual comprimida, y

una etapa de almacenamiento de bloques que restaura una senal de pixel del bloque objetivo sumando la senal de prediccion a la senal residual reconstruida, y almacenando la senal de pixel reconstruida del bloque objetivo que va a utilizarse como muestras de referencia, en la que

en la etapa de generacion de senales de prediccion, se obtienen muestras de referencia de bloques previamente reconstruidos, que se almacenan y son adyacentes al bloque objetivo, un procedimiento de interpolation se realiza entre dos o mas muestras de referencia clave ubicadas en posiciones predeterminadas entre las muestras de referencia para generar muestras de referencia interpoladas, y la senal de prediccion intraimagen se genera extrapolando las muestras de referencia interpoladas basandose en el modo intraprediccion, y

estando el metodo caracterizado porque

el bloque objetivo tiene un tamano de bloque de NxN muestras y

las muestras de referencia clave son una primera muestra de referencia clave ubicada inmediatamente por encima de, y a la izquierda de, la muestra superior izquierda del bloque objetivo, una segunda muestra de referencia clave ubicada 2xN muestras por debajo de la primera muestra de referencia clave, en la misma columna vertical que la primera muestra de referencia clave, y una tercera muestra de referencia clave ubicada 2xN muestras a la derecha de la primera muestra de referencia clave, en la misma fila horizontal que la primera muestra de referencia clave, y el procedimiento de interpolacion comprende un procedimiento de interpolacion lineal realizado sobre las muestras de referencia entre la muestras de referencia clave primera y segunda para las muestras de referencia en la misma columna vertical, y entre la muestras de referencia clave primera y tercera para las muestras de referencia en la misma fila horizontal.