ES2830394T3

ES2830394T3 - Procedimiento para la decodificación de vídeo en paralelo

Info

Publication number: ES2830394T3
Application number: ES16167565T
Authority: ES
Inventors: Jie Zhao; Christopher A Segall; Louis J Kerofsky
Original assignee: Dolby International AB
Current assignee: Dolby International AB
Priority date: 2008-03-28
Filing date: 2009-03-25
Publication date: 2021-06-03
Anticipated expiration: 2029-03-25
Also published as: JP7686126B2; US20160165250A1; US20190261022A1; US11438634B2; US8824541B2; PT3086557T; JP2019208231A; US20210195249A1; EP3086557B1; RU2641229C2; US8542748B2; JP2015195609A; JP6055043B2; US10652585B2; JP2023158140A; US20200245001A1; RU2760849C2; US20230082110A1; RU2014105187A; EP3764652A1

Abstract

Procedimiento de decodificación de un fotograma (110) de vídeo en una secuencia de vídeo, en el que el fotograma de vídeo se divide en múltiples segmentos (111, 112, 113) de reconstrucción, en el que cada segmento de reconstrucción comprende una secuencia de diferentes macrobloques (115-123) del fotograma de vídeo y es autocontenido con respecto a los valores de las muestras en un área del fotograma de vídeo que representa el segmento de reconstrucción puede reconstruirse correctamente sin el uso de datos desde otros segmentos de reconstrucción, comprendiendo dicho procedimiento: a) recibir una secuencia de bits correspondiente al vídeo; b) identificar un segmento (112) de reconstrucción en dicha secuencia de bits; c) identificar múltiples segmentos (112-1, 112-2, 112-3) de entropía asociados con dicho segmento (112) de reconstrucción en dicha secuencia de bits y múltiples cabeceras de segmento de entropía asociadas, en el que cada segmento (112-1; 112-2; 112-3) de entropía consiste en una secuencia de diferentes macrobloques (117-121) del segmento (112) de reconstrucción, en el que, al inicio del segmento de reconstrucción, la cabecera del segmento de entropía es una cabecera de segmento de reconstrucción del segmento de reconstrucción, en el que los múltiples segmentos (112-1; 112-2; 112-3) de entropía en el segmento (112) de reconstrucción comparten atributos de segmento de reconstrucción definidos en la cabecera del segmento de reconstrucción, y en el que los macrobloques en otros segmentos (112-1; 112-3) de entropía fuera de un segmento (112-2) de entropía particular del segmento (112) de reconstrucción se usan para la reconstrucción del segmento (112-2) de entropía particular; d) aplicar una decodificación de entropía a cada uno de dichos múltiples segmentos de entropía asociados con dicho segmento de reconstrucción, produciendo de esta manera múltiples segmentos de entropía decodificadas por entropía, en el que cada segmento de entropía se somete a una decodificación de entropía independientemente sin el uso de datos desde otros segmentos de entropía: restableciendo un estado del decodificador de entropía (S172, S178), definiendo la información de vecindad para la decodificación de entropía del segmento de entropía (S174, S180), y sometiendo a decodificación de entropía los datos del segmento de entropía (S176, S182); y e) reconstruir una parte del fotograma de vídeo asociada con dicho segmento de reconstrucción usando dichos múltiples segmentos de entropía decodificados por entropía.

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento para la decodificación de vídeo en paralelo

Campo técnico

Las realizaciones de la presente invención se refieren, en general, a la codificación de vídeo.

Técnica antecedente

Los procedimientos y los estándares de codificación de vídeo del estado de la técnica, por ejemplo H.264/MPEG-4 AVC (H.264/AVC), pueden proporcionar una mayor eficacia de codificación que los procedimientos y los estándares más antiguos a expensas de una mayor complejidad. El aumento de los requisitos de calidad y de los requisitos de resolución sobre los procedimientos y los estándares de codificación de vídeo puede aumentar también su complejidad. Los decodificadores que soportan decodificación en paralelo pueden mejorar las velocidades de decodificación y pueden reducir los requisitos de memoria. Además, los avances en procesadores de múltiples núcleos pueden hacer que se deseen codificadores y decodificadores que soporten decodificación en paralelo.

H.264/MPEG-4 AVC [Joint Video Team of ITU-T VCEG e ISO/IEC MPEG, "H.264: Advanced video coding for generic audiovisual services", ITU-T Rec. H.264 e ISO/IEC 14496-10 (MPEG4 - parte 10), Noviembre de 2007], que se incorpora a la presente memoria en su totalidad, por referencia, es una especificación de códec de vídeo que usa predicción de macrobloque seguida por codificación residual para reducir la redundancia temporal y espacial en una secuencia de vídeo para mejorar la eficacia de compresión.

El documento US 2007/0280345 A1 describe un sistema, un procedimiento y medios legibles por ordenador para organizar una secuencia de bits de datos comprimidos que representan una imagen. La imagen puede dividirse en regiones decodificables de manera independiente. Se decodifica la parte de la secuencia de bits comprimidos asociada a una región seleccionada. Esta decodificación produce una serie de coeficientes de transformación. Se identifican las áreas de la imagen que rodean la región seleccionada, y la información asociada con estas áreas se decodifica para producir coeficientes de transformación adicionales. La serie original de coeficientes de transformación y los coeficientes de transformación adicionales se usan para reconstruir la región seleccionada de la imagen.

El documento de entrada JVT-Q021 de Joint Video Team (JVT), de Ichimura et al., describe la división de una imagen en segmentos de retículo rectangulares.

El documento de entrada JVT-C129 de Joint Video Team (JVT), de Halbach et al., describe la división de una imagen en varios segmentos.

Divulgación de la invención

La presente invención se refiere a un procedimiento para la decodificación de un fotograma de vídeo tal como establece en la reivindicación 1. Las realizaciones preferidas se describen en las reivindicaciones dependientes. En la descripción se proporcionan realizaciones adicionales sólo como ejemplos ilustrativos.

Los objetivos, características y ventajas de la invención anteriores y otros se comprenderán más fácilmente tras considerar la siguiente descripción detallada de la invención tomada junto con los dibujos adjuntos.

Breve descripción de los dibujos

La Fig. 1 es una imagen que muestra un codificador de vídeo H.264/AVC (técnica anterior);

La Fig. 2 es una imagen que muestra un decodificador de vídeo H.264/AVC (técnica anterior);

La Fig. 3 es una imagen que muestra una estructura de segmento ejemplar (técnica anterior);

La Fig. 4 es una imagen que muestra una estructura de grupo de segmentos ejemplar (técnica anterior);

La Fig. 5 es una imagen que muestra una división de segmento ejemplar según las realizaciones de la presente invención, en la que una imagen puede dividirse en al menos un segmento de reconstrucción y un segmento de reconstrucción puede dividirse en más de un segmento de entropía;

La Fig. 6 es diagrama que muestra una realización ejemplar de la presente invención que comprende un segmento de entropía;

La Fig. 7 es un diagrama que muestra una realización ejemplar de la presente invención que comprende una decodificación de entropía en paralelo de múltiples segmentos de entropía seguida por reconstrucción de segmentos; La Fig. 8 es un diagrama que muestra una realización ejemplar de la presente invención que comprende una multiplexación de datos predictivos/datos residuales a nivel de imagen para la reconstrucción de segmentos de entropía; La Fig. 9 es un diagrama que muestra una realización ejemplar de la presente invención que comprende una multiplexación de plano de color a nivel de imagen para la reconstrucción de segmentos de entropía; y

La Fig. 10 es un diagrama que muestra una realización ejemplar de la presente invención que comprende la transcodificación de una secuencia de bits mediante decodificación de entropía, formación de segmentos de entropía y codificación de entropía.

Números de referencia

2 CODIFICADOR DE VÍDEO H.264/AVC

32 CODIFICADOR DE ENTROPÍA

54 DECODIFICADOR DE ENTROPÍA

80 DECODIFICADOR DE VÍDEO H.264/AVC

110 FOTOGRAMA DE VÍDEO

111, 112, 113 SEGMENTO DE RECONSTRUCCIÓN

112-1, 112-2, 112-3 SEGMENTO DE ENTROPÍA

115, 116, 117, 118, 119, 120, 121, 122, 123 MACROBLOQUE

Mejor modo de llevar a cabo la invención

Las realizaciones de la presente invención se entenderán mejor con referencia a los dibujos, en los que las partes similares se indican mediante números de referencia similares. Las figuras enumeradas anteriormente se incorporan expresamente como parte de esta descripción detallada.

Se entenderá fácilmente que los componentes de la presente invención, tal como se describen y se ilustran en general en las figuras en la presente memoria, podrían disponerse y diseñarse en una amplia diversidad de configuraciones diferentes. De esta manera, la siguiente descripción más detallada de las realizaciones de los procedimientos de la presente invención no pretende limitar el alcance de la invención, sino que es meramente representativa de las realizaciones actualmente preferidas de la invención.

Aunque puede incluirse cualquier codificador/decodificador de vídeo (códec) que use codificación/decodificación de entropía en las realizaciones de la presente invención, las realizaciones ejemplares de la presente invención se ilustrarán con relación a un codificador H.264/AVC y un decodificador H.264/AVC. Con ello se pretende ilustrar las realizaciones de la presente invención y no limitar la misma.

Los procedimientos y los estándares de codificación de vídeo del estado de la técnica, por ejemplo H.264/AVC, pueden proporcionar una mayor eficacia de codificación que los procedimientos y los estándares más antiguos a expensas de una mayor complejidad. El aumento de los requisitos de calidad y de los requisitos de resolución sobre los procedimientos y los estándares de codificación de vídeo puede aumentar también su complejidad. Los decodificadores que soportan decodificación en paralelo pueden mejorar las velocidades de decodificación y pueden reducir los requisitos de memoria. Además, los avances en procesadores de múltiples núcleos pueden hacer que se deseen codificadores y decodificadores que soporten decodificación en paralelo.

H.264/AVC, y muchas otros estándares y procedimientos de codificación de vídeo, se basan en un enfoque de codificación de vídeo híbrido basado en bloques, en el que el algoritmo de codificación de fuente es un híbrido de predicción entre imágenes, considerada también entre fotogramas, predicción intraimagen, considerada también intrafotograma, y codificación de transformación de un residuo de predicción. La predicción entre fotogramas puede aprovechar las redundancias temporales, y la codificación intrafotograma y de transformación del residuo de predicción puede aprovechar las redundancias espaciales.

La Figura 1 muestra un diagrama de bloques de un codificador 2 de vídeo H.264/AVC ejemplar. Una imagen 4 de entrada, considerada también un fotograma, puede presentarse para su codificación. Pueden producirse una señal 6 de predicción y una señal 8 residual, en las que la señal 6 de predicción puede estar basada o bien en una predicción 10 entre fotogramas o bien en una predicción 12 intrafotogramas. La predicción 10 entre fotogramas puede determinarse mediante una compensación 14 de movimiento usando una imagen 16 de referencia, almacenada, considerada también un fotograma de referencia, usando información 19 de movimiento determinada mediante un procedimiento de estimación 18 de movimiento entre el fotograma 4 de entrada (imagen de entrada) y el fotograma 16 de referencia (imagen de referencia). La predicción 12 intrafotogramas puede determinarse mediante predicción 20 intrafotogramas usando una señal 22 decodificada. La señal 8 residual puede determinarse sustrayendo el fotograma 4 de entrada de la predicción 6 (señal de predicción). La señal 8 residual se transforma, se escala y se cuantifica 24, produciendo de esta manera coeficientes 26 de transformación cuantificados. La señal 22 decodificada puede generarse añadiendo la señal 6 de predicción a una señal 28 generada por una transformación, escalado y cuantificación inversa 30 de los coeficientes 26 de transformación cuantificados. La información 19 de movimiento y los coeficientes 26 de transformación cuantificados pueden someterse a codificación 32 de entropía y pueden escribirse en la secuencia 34 de bits de vídeo comprimido. Puede generarse una región 38 de imagen de salida, por ejemplo, una parte del fotograma de referencia, en el codificador 2 filtrando 36 la señal 22 filtrada previamente, reconstruida (señal decodificada).

La Figura 2 muestra un diagrama de bloques de un decodificador 50 de vídeo H.264/AVC ejemplar. Una señal 52 de entrada, considerada también una secuencia de bits, puede presentarse para su decodificación. Los símbolos recibidos pueden someterse a decodificación 54 de entropía, produciendo de esta manera información 56 de movimiento y coeficientes 58 de transformación, escalados y cuantificados. La información 56 de movimiento puede combinarse mediante compensación 60 de movimiento con una parte de un fotograma 84 de referencia que puede residir en la memoria 64 de fotogramas, y puede generarse una predicción 68 entre fotogramas. Los coeficientes 58 de transformación, escalados y cuantificados pueden cuantificarse de manera inversa, escalarse de manera inversa y someterse a transformación inversa 62, produciendo de esta manera una señal 70 residual decodificada. La señal 70 residual puede añadirse a una señal 78 de predicción: o bien la señal 68 de predicción entre fotogramas o bien una señal 76 de predicción intrafotogramas, y puede convertirse en la señal 72 combinada. La señal 76 de predicción intrafotogramas puede predecirse mediante predicción 74 intrafotogramas a partir de información 72 decodificada previamente (señal combinada previamente) en el fotograma actual. La señal 72 combinada puede filtrarse mediante un filtro 80 eliminador de bloques y la señal 82 filtrada puede escribirse en la memoria 64 de fotogramas.

En H.264/AVC, una imagen de entrada se divide en macrobloques de tamaño fijo, en los que cada macrobloque cubre un área de imagen rectangular de 16x16 muestras de la componente de luma y 8x8 muestras de cada una de las dos componentes de croma. El procedimiento de decodificación del estándar H.264/AVC se especifica para unidades de procesamiento que son macrobloques. El decodificador 54 de entropía analiza los elementos sintácticos de la secuencia 52 de bits de vídeo comprimido y demultiplexa los mismos. H.264/AVC especifica dos procedimientos alternativos de decodificación de entropía: una técnica de baja complejidad que se basa en el uso de conjuntos conmutados de manera adaptativa al contexto de códigos de longitud variable, a los que se hace referencia como CAVLC, y un algoritmo más exigente a nivel computacional de codificación aritmética binaria basada de manera adaptativa en el contexto, al que se hace referencia como CABAC. En ambos procedimientos de decodificación de entropía, la decodificación de un símbolo actual puede basarse en símbolos decodificados correctamente, de manera previa, y modelos de contexto actualizados de manera adaptativa. Además, pueden multiplexarse conjuntamente diferentes informaciones de datos, por ejemplo, información de datos de predicción, información de datos residuales y diferentes planos de color. La demultiplexación no puede realizarse hasta que los elementos se sometan a decodificación de entropía.

Después de la decodificación de entropía, un macrobloque puede reconstruirse mediante la obtención de: la señal residual a través de cuantificación inversa y la transformación inversa, y la señal de predicción, o bien la señal de predicción intrafotograma o bien la señal de predicción entre fotogramas. La distorsión debida a los bloques puede reducirse aplicando un filtro eliminador de bloques a cada macrobloque decodificado. No puede iniciarse ningún procesamiento hasta que la señal de entrada se someta a decodificación de entropía, haciendo de esta manera que la decodificación de entropía sea un posible cuello de botella en la decodificación.

De manera similar, en los códecs en los que pueden permitirse mecanismos de predicción alternativos, por ejemplo, predicción entre capas en H.264/AVC o predicción entre capas en otros códecs escalables, la decodificación de entropía puede ser un requisito antes de todo el procesamiento en el decodificador, haciendo de esta manera que la decodificación de entropía sea un posible cuello de botella.

En H.264/AVC, una imagen de entrada que comprende múltiples macrobloques puede dividirse en uno o varios segmentos. Los valores de las muestras en el área de la imagen que representa un segmento pueden decodificarse correctamente sin el uso de datos desde otros segmentos, siempre y cuando las imágenes de referencia usadas en el codificador y en el decodificador sean idénticas. Por lo tanto, la decodificación de entropía y la reconstrucción de macrobloques para un segmento no dependen de otros segmentos. En particular, el estado de la codificación de entropía se restablece al inicio de cada segmento. Los datos en otros segmentos se marcan como no disponibles cuando se define la disponibilidad de vecindad tanto para la decodificación de entropía como para la reconstrucción. En H.264/AVC, los segmentos pueden someterse a decodificación de entropía y pueden reconstruirse en paralelo. No se permiten ni una predicción intra y una predicción de vector de movimiento a través del límite del segmento. El filtrado de eliminación de bloques puede usar información a través de los límites de segmento.

La Figura 3 muestra una imagen 90 de vídeo ejemplar que comprende once macrobloques en la dirección horizontal y nueve macrobloques en la dirección vertical (nueve macrobloques ejemplares indicados como 91-99). La Figura 3 muestra tres segmentos ejemplares: un primer segmento indicado como “SEGMENTO N° 0” -100, un segundo segmento indicado como “SEGMENTO N° 1” 101 y un tercer segmento indicado como “SEGMENTO N° 2” 102. Un decodificador H.264/AVC puede decodificar y reconstruir los tres segmentos 100, 101, 102 en paralelo. Al inicio del procedimiento de decodificación/reconstrucción para cada segmento, se inicializan o se restablecen modelos de contexto y los macrobloques en otros segmentos se marcan como no disponibles tanto para la decodificación de entropía como para la reconstrucción de macrobloques. De esta manera, para un macrobloque, por ejemplo, el macrobloque indicado como 93, en el “SEGMENTO N° 1”, pueden no usarse macrobloques (por ejemplo, los macrobloques indicados como 91 y 92) en el “SEGMENTO N° 0” para la selección o la reconstrucción de modelos de contexto. Mientras, para un macrobloque, por ejemplo, el macrobloque indicado como 95, en el “SEGMENTO N° 1”, otros macrobloques (por ejemplo, macrobloques indicados como 93 y 94) en el “SEGMENTO N° 1” pueden usarse para la selección o la reconstrucción de modelos de contexto. Por lo tanto, la decodificación de entropía y la reconstrucción de macrobloques deben proceder en serie en el interior de un segmento. A menos que los segmentos se definan usando ordenación flexible de macrobloques (Flexible Macroblock Ordering, FMO), los macrobloques dentro de un segmento se procesan en el orden de un barrido de tramas.

La ordenación flexible de macrobloques define un grupo de segmentos para modificar la manera en la que una imagen se divide en segmentos. Los macrobloques en un grupo de segmentos están definidos por un mapa de macrobloque a grupo de segmentos, que se señaliza mediante el contenido del conjunto de parámetros de imagen e información adicional en las cabeceras de segmento. El mapa de macrobloque a grupo de segmentos consiste en un número de identificación de grupo de segmentos para cada macrobloque en la imagen. El número de identificación de grupo de segmentos especifica a qué grupo de segmentos pertenece el macrobloque asociado. Cada grupo de segmentos puede dividirse en uno o más segmentos, en los que un segmento es una secuencia de macrobloques dentro del mismo grupo de segmentos que se procesa en el orden de un barrido de tramas dentro del conjunto de macrobloques de un grupo de segmentos particular. La decodificación de entropía y la reconstrucción de macrobloques deben proceder en serie en el interior de un segmento.

La Figura 4 representa una asignación de macrobloques ejemplar en tres grupos de segmentos: un primer grupo de segmentos indicado como “GRUPO DE SEGMENTOS N° 0” 103, un segundo grupo de segmentos indicado como “GRUPO DE SEGMENTOS N° 1” 104 y un tercer grupo de segmentos indicado como “GRUPO DE SEGMENTOS N° 2” 105. Estos grupos 103, 104, 105 de segmentos pueden estar asociados con dos regiones en primer plano y una región de fondo, respectivamente, en la imagen 90.

La presente invención comprende dividir una imagen en uno o más segmentos de reconstrucción, en los que un segmento de reconstrucción puede estar autocontenido en el sentido de que los valores de las muestras en el área de la imagen que representa el segmento de reconstrucción pueden reconstruirse correctamente sin el uso de datos desde otros segmentos de reconstrucción, siempre y cuando las imágenes de referencia usadas sean idénticas en el codificador y en el decodificador. Todos los macrobloques reconstruidos dentro de un segmento de reconstrucción pueden estar disponibles en la definición de vecindad para la reconstrucción.

La presente invención comprende dividir un segmento de reconstrucción en más de un segmento de entropía, en el que un segmento de entropía puede estar autocontenido en el sentido de que los valores de símbolo en el área de la imagen que representa el segmento de entropía pueden someterse correctamente a decodificación de entropía sin el uso de datos desde otros segmentos de entropía. En algunas realizaciones de la presente invención, el estado de la codificación de entropía puede restablecerse al inicio de la decodificación de cada segmento de entropía. En algunas realizaciones de la presente invención, los datos en otros segmentos de entropía pueden marcarse como no disponibles cuando se define la disponibilidad de vecindad para decodificación de entropía. En algunas realizaciones de la presente invención, los macrobloques en otros segmentos de entropía pueden no usarse en una selección de modelo de contexto del bloque actual. En algunas realizaciones de la presente invención, los modelos de contexto pueden actualizarse sólo dentro de un segmento de entropía. En estas realizaciones de la presente invención, cada decodificador de entropía asociado con un segmento de entropía puede mantener su propio conjunto de modelos de contexto.

Algunas realizaciones de la presente invención pueden comprender codificación/decodificación CABAC. El procedimiento de codificación CABAC incluye las siguientes etapas:

Binarización: Un símbolo de valor no binario (por ejemplo, un coeficiente de transformación, un vector de movimiento, u otros datos de codificación) se convierte en un código binario, al que se hace referencia también como una cadena de binaria.

La binarización es seguida, para cada código binario, considerado también un bit, del símbolo binarizado, por:

Selección de modelo de contexto: Un modelo de contexto es un modelo de probabilidad para uno o más códigos binarios. El modelo de contexto comprende, para cada código binario, la probabilidad de que el código binario sea un “1” o un “0.” El modelo puede elegirse para una selección de modelos disponibles dependiendo de la estadística de símbolos de datos codificados recientemente, normalmente en base a los símbolos vecinos izquierdo y superior, si están disponibles.

Codificación aritmética binaria: Un codificador aritmético codifica cada código binario según el modelo de probabilidad seleccionado y se basa en subdivisión recursiva en intervalos.

Actualización de probabilidad: El modelo de contexto seleccionado se actualiza en base al valor codificado real.

En algunas realizaciones de la presente invención que comprenden codificación/decodificación CABAC, al inicio de la decodificación de un segmento de entropía, todos los modelos de contexto pueden inicializarse o restablecerse a modelos predefinidos.

Algunas realizaciones de la presente invención pueden entenderse con relación a la Figura 5. La Figura 5 muestra un fotograma 110 de vídeo ejemplar que comprende once macrobloques en la dirección horizontal y nueve macrobloques en la dirección vertical (nueve macrobloques ejemplares indicados como 115-123). La Figura 5 muestra tres segmentos de reconstrucción ejemplares: un primer segmento de reconstrucción indicado como “R_SEGMENTO N° 0” 111, un segundo segmento de reconstrucción indicado como “R_SEGMENTO N° 1” 112 y un tercer segmento de reconstrucción indicado como “R_SEGMENTO N° 2” 113. La Figura 5 muestra además una división del segundo segmento de reconstrucción “R_SEGMENTO N° 1” 112 en tres segmentos de entropía: un primer segmento de entropía indicado como “E_SEGMENTO N° 0” mostrado con un patrón de trama 112-1, un segundo segmento de entropía indicado como “E_SEGMENTO N° 1” mostrado con líneas verticales 112-2 y un tercer segmento de entropía indicado como “E_SEGMENTO N° 2” mostrado con líneas oblicuas 112-3. Cada segmento de entropía 112-1, 112-2, 112-3 puede someterse a decodificación de entropía en paralelo. En este caso, al primer segmento de entropía indicado como “E_SEGMENTO N° 0” y el segundo segmento de entropía indicado como “E_SEGMENTO N° 1” pueden denominarse también como la primera parte y la segunda parte de la secuencia de bits.

En algunas realizaciones de la presente invención, es posible que sólo los datos desde los macrobloques dentro de un segmento de entropía estén disponibles para la selección de modelo de contexto durante la decodificación de entropía del segmento de entropía. Todos los demás macrobloques pueden marcarse como no disponibles. Para esta división ejemplar, los macrobloques indicados como 117 y 118 no están disponibles para la selección de modelo de contexto cuando se decodifican los símbolos correspondientes al área del macrobloque indicado como 119, ya que los macrobloques indicados como 117 y 118 están fuera del segmento de entropía que contiene el macrobloque 119. Sin embargo, estos macrobloques 117, 118 están disponibles cuando se reconstruye el macrobloque 119.

En algunas realizaciones de la presente invención, un codificador puede determinar si dividir o no un segmento de reconstrucción en segmentos de entropía, y el codificador puede señalizar la decisión en la secuencia de bits. En algunas realizaciones de la presente invención, la señal puede comprender un indicador (“flag”) de segmento de entropía (el indicador de segmento de entropía en el primer segmento de entropía puede denominarse primer indicador), que puede indicarse como “entropy_slice_flag” en algunas realizaciones de la presente invención.

Algunas realizaciones del decodificador de la presente invención pueden describirse con relación a la Figura 6. En estas realizaciones, puede examinarse (S130) un indicador de segmento de entropía, y si el indicador de segmento de entropía indica que no hay segmentos de entropía asociados con una imagen, o un segmento de reconstrucción (NO en la etapa S130), entonces la cabecera puede analizarse sintácticamente como una cabecera de segmento normal (S134). El estado del decodificador de entropía puede restablecerse (S136), y puede definirse (S138) la información de vecindad para la decodificación de entropía y la reconstrucción. A continuación, los datos de segmento pueden someterse a decodificación de entropía (S140), y el segmento puede reconstruirse (S142). Si el indicador de segmento de entropía indica que hay segmentos de entropía asociados con una imagen (Sí en la etapa S130), entonces la cabecera puede analizarse sintácticamente como una cabecera de segmento de entropía (S148). El estado del decodificador de entropía puede restablecerse (S150), puede definirse la información de vecindad para decodificación de entropía (S152) y los datos de segmento de entropía pueden someterse a decodificación de entropía (S154). A continuación, puede definirse la información de vecindad para la reconstrucción (S156), y el segmento puede reconstruirse (S142). Después de la reconstrucción del segmento en la etapa S142, puede examinarse el siguiente segmento o imagen.

Algunas realizaciones de decodificador alternativas de la presente invención pueden describirse con relación a la Figura 7. En estas realizaciones, el decodificador puede ser capaz de realizar una decodificación en paralelo y puede definir su propio grado de paralelismo, por ejemplo, considérese un decodificador que comprende la capacidad de decodificar N segmentos de entropía en paralelo. El decodificador puede identificar N segmentos de entropía (S170). En algunas realizaciones de la presente invención, si hay disponibles menos de N segmentos de entropía en la imagen o segmento de reconstrucción actual, el decodificador puede decodificar segmentos de entropía a partir de imágenes, o segmentos de reconstrucción posteriores, si están disponibles. En realizaciones alternativas, el decodificador puede esperar hasta que la imagen o el segmento de reconstrucción actual sea procesado por completo antes de decodificar partes de una imagen o un segmento de reconstrucción posterior. Después de identificar hasta N segmentos de entropía en la etapa S170, cada uno de los segmentos de entropía identificados puede someterse independientemente a decodificación de entropía. Puede decodificarse un primer segmento de entropía (S172-S176). La decodificación del primer segmento de entropía puede comprender el restablecimiento del estado del decodificador (S172). En algunas realizaciones que comprenden decodificación de entropía CABAC, puede restablecerse el estado de CABAC. Puede definirse la información de vecindad para la decodificación de entropía del primer segmento de entropía (S174), y pueden decodificarse los datos del primer segmento de entropía (S176). Para cada uno de los hasta N segmentos de entropía, pueden realizarse estas etapas (S178-S182 para el N-ésimo segmento de entropía). En algunas realizaciones de la presente invención, el decodificador puede reconstruir los segmentos de entropía cuando todos los segmentos de entropía se someten a decodificación de entropía (S184). En realizaciones alternativas de la presente invención, el decodificador puede iniciar la reconstrucción en la etapa S184 después de decodificarse uno o más segmentos de entropía.

En algunas realizaciones de la presente invención, cuando hay más de N segmentos de entropía, un subprocedimiento de decodificación puede iniciar la decodificación de entropía de un segmento de entropía siguiente tras completarse la decodificación de entropía de un segmento de entropía. De esta manera, cuando un subprocedimiento finaliza la decodificación de entropía de un segmento de entropía de baja complejidad, el subprocedimiento puede iniciar la decodificación de segmentos de entropía adicionales sin esperar a que otros subprocedimientos finalicen su decodificación.

En algunas realizaciones de la presente invención que pueden adaptarse a un estándar o un procedimiento existentes, un segmento de entropía puede compartir la mayor parte de los atributos de segmento de un segmento normal según el estándar o el procedimiento. Por lo tanto, un segmento de entropía puede requerir una cabecera pequeña. En algunas realizaciones de la presente invención, la cabecera de segmento de entropía puede permitir que un decodificador identifique el inicio de un segmento de entropía e inicie la decodificación de entropía. En algunas realizaciones, al inicio de una imagen, o de un segmento de reconstrucción, la cabecera de segmento de entropía puede ser la cabecera normal, o una cabecera de segmento de reconstrucción.

En algunas realizaciones de la presente invención que comprenden un códec H.264/AVC, un segmento de entropía puede señalizarse añadiendo un nuevo bit, “entropy_slice_flag” a la cabecera de segmento existente. La Tabla 1 enumera la sintaxis para una cabecera de segmento de entropía según las realizaciones de la presente invención, en la que C indica Categoría y Descriptor u(1), ue(v) indican algunos procedimientos de codificación de longitud fija o de longitud variable.

“first_mb_in_slice” especifica la dirección del primer macrobloque en el segmento de entropía asociado con la cabecera de segmento de entropía. En algunas realizaciones, el segmento de entropía puede comprender una secuencia de macrobloques.

“cabac_init_idc” especifica el índice para determinar la tabla de inicialización usada en el procedimiento de inicialización para el modo de contexto.

Tabla 1: Tabla de sintaxis para la cabecera del segmento de entropía

En algunas realizaciones de la presente invención, la decodificación de entropía de un segmento de entropía puede comprender la inicialización de múltiples modelos de contexto; y la actualización de los múltiples modelos de contexto durante la decodificación de entropía del segmento de entropía.

En algunas realizaciones de la presente invención, a un segmento de entropía puede asignársele un tipo de unidad de capa de abstracción de red (Network Abstraction Layer, NAL) diferente al de los segmentos normales. En estas realizaciones, un decodificador puede distinguir entre segmentos normales y segmentos de entropía en base al tipo de unidad NAL. En estas realizaciones, no se requiere el campo de bit “entropy_slice_flag”.

En algunas realizaciones de la presente invención, un segmento de entropía puede construirse alterando la multiplexación de datos. En algunas realizaciones de la presente invención, el grupo de símbolos contenido en un segmento de entropía puede multiplexarse a nivel de macrobloque. En realizaciones alternativas de la presente invención, el grupo de símbolos contenido en un segmento de entropía puede multiplexarse a nivel de imagen. En otras realizaciones alternativas de la presente invención, el grupo de símbolos contenido en un segmento de entropía puede multiplexarse en función del tipo de datos. En todavía realizaciones alternativas de la presente invención, el grupo de símbolos contenido en un segmento de entropía puede multiplexarse en una combinación de lo anterior.

Algunas realizaciones del procedimiento de la presente invención comprenden codificar un fotograma de vídeo en una secuencia de vídeo, lo cual incluye dividir un fotograma en una secuencia de vídeo en al menos un segmento de reconstrucción, produciendo de esta manera un segmento de reconstrucción; y dividir el segmento de reconstrucción en múltiples segmentos de entropía.

Algunas realizaciones de la presente invención que comprenden la construcción de segmento de entropía basada en una multiplexación a nivel de imagen pueden entenderse con relación a la Figura 8 y la Figura 9. En algunas realizaciones de la presente invención mostradas en la Figura 8, los datos 190 de predicción y los datos 192 residuales pueden ser sometidos a codificación de entropía por un codificador 194 de predicción y un codificador 196 residual, por separado, y pueden ser multiplexados a nivel de imagen por un multiplexador 198 a nivel de imagen. En algunas realizaciones de la presente invención, los datos de predicción para una imagen 190 pueden asociarse con un primer segmento de entropía, y los datos residuales para una imagen 192 pueden asociarse con un segundo segmento de entropía. Los datos de predicción codificados y los datos de entropía codificados pueden decodificarse en paralelo. En algunas realizaciones de la presente invención, cada división que comprende datos de predicción o datos residuales puede dividirse en segmentos de entropía que pueden decodificarse en paralelo.

En algunas realizaciones de la presente invención mostradas en la Figura 9, el residuo de cada plano de color, por ejemplo, el residuo 200 de luma (Y) y los dos residuos 202, 204 de croma (U y V), pueden ser sometidos a codificación de entropía por un codificador 206 Y, un codificador 208 U y un codificador 210 V, por separado, y pueden ser multiplexados a nivel de imagen por un multiplexador 212 a nivel de imagen. En algunas realizaciones de la presente invención, el residuo de luma para una imagen 200 puede asociarse con un primer segmento de entropía, el primer residuo de croma (U) para una imagen 202 puede asociarse con un segundo segmento de entropía, y el segundo residuo (V) para una imagen 204 puede asociarse con un tercer segmento de entropía. Los datos residuales codificados para los tres planos de color pueden decodificarse en paralelo. En algunas realizaciones de la presente invención, cada división que comprende datos residuales de plano de color puede dividirse en segmentos de entropía que pueden decodificarse en paralelo. En algunas realizaciones de la presente invención, el residuo 200 de luma puede tener relativamente más segmentos de entropía en comparación con los residuos 202, 204 de croma.

En algunas realizaciones de la presente invención, una secuencia de bits de vídeo comprimido puede someterse a transcodificación para que comprenda segmentos de entropía, permitiendo de esta manera una decodificación de entropía en paralelo proporcionada por las realizaciones de la presente invención descritas anteriormente. Algunas realizaciones de la presente invención pueden describirse con relación a la Figura 10. Una secuencia de bits de entrada sin segmentos de entropía puede ser procesada imagen por imagen según la Figura 10. En estas realizaciones de la presente invención, una imagen de la secuencia de bits de entrada puede someterse a decodificación de entropía (S220). Pueden obtenerse los datos que habían sido codificados, por ejemplo, datos de modo, información de movimiento, información residual y otros datos. Pueden construirse segmentos de entropía, uno cada vez, a partir de los datos (S222). Puede insertarse una cabecera de segmento de entropía correspondiente a un segmento de entropía en una nueva secuencia de bits (S224). El estado de codificador puede restablecerse y puede definirse la información de vecindad (S226). El segmento de entropía puede someterse a codificación de entropía 228 y puede escribirse en la nueva secuencia de bits. Si hay datos de imagen que no han sido consumidos por los segmentos de entropía construidos (NO en la etapa S230), entonces puede construirse otro segmento de entropía en la etapa S222, y el procedimiento S224-S230 puede continuar hasta que todos los datos de imagen hayan sido consumidos por los segmentos de entropía construidos (SÍ en la etapa S230), y a continuación puede procesarse la siguiente imagen.

Los términos y las expresiones que se han empleado en la memoria descriptiva anterior se usan como términos descriptivos y no limitativos, y no se pretende que el uso de dichos términos y expresiones excluya la equivalencia de las características mostradas y descritas o partes de las mismas, reconociéndose que el alcance de la invención está definido y limitado sólo por las reivindicaciones siguientes.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento de decodificación de un fotograma (110) de vídeo en una secuencia de vídeo,

en el que el fotograma de vídeo se divide en múltiples segmentos (111, 112, 113) de reconstrucción, en el que cada segmento de reconstrucción comprende una secuencia de diferentes macrobloques (115-123) del fotograma de vídeo y es autocontenido con respecto a los valores de las muestras en un área del fotograma de vídeo que representa el segmento de reconstrucción puede reconstruirse correctamente sin el uso de datos desde otros segmentos de reconstrucción, comprendiendo dicho procedimiento:

a) recibir una secuencia de bits correspondiente al vídeo;

b) identificar un segmento (112) de reconstrucción en dicha secuencia de bits;

c) identificar múltiples segmentos (112-1, 112-2, 112-3) de entropía asociados con dicho segmento (112) de reconstrucción en dicha secuencia de bits y múltiples cabeceras de segmento de entropía asociadas,

en el que cada segmento (112-1; 112-2; 112-3) de entropía consiste en una secuencia de diferentes macrobloques (117-121) del segmento (112) de reconstrucción,

en el que, al inicio del segmento de reconstrucción, la cabecera del segmento de entropía es una cabecera de segmento de reconstrucción del segmento de reconstrucción,

en el que los múltiples segmentos (112-1; 112-2; 112-3) de entropía en el segmento (112) de reconstrucción comparten atributos de segmento de reconstrucción definidos en la cabecera del segmento de reconstrucción, y

en el que los macrobloques en otros segmentos (112-1; 112-3) de entropía fuera de un segmento (112-2) de entropía particular del segmento (112) de reconstrucción se usan para la reconstrucción del segmento (112-2) de entropía particular;

d) aplicar una decodificación de entropía a cada uno de dichos múltiples segmentos de entropía asociados con dicho segmento de reconstrucción, produciendo de esta manera múltiples segmentos de entropía decodificadas por entropía, en el que cada segmento de entropía se somete a una decodificación de entropía independientemente sin el uso de datos desde otros segmentos de entropía: restableciendo un estado del decodificador de entropía (S172, S178), definiendo la información de vecindad para la decodificación de entropía del segmento de entropía (S174, S180), y sometiendo a decodificación de entropía los datos del segmento de entropía (S176, S182); y

e) reconstruir una parte del fotograma de vídeo asociada con dicho segmento de reconstrucción usando dichos múltiples segmentos de entropía decodificados por entropía.

2. Procedimiento según se describe en la reivindicación 1, en el que la decodificación de entropía de cada uno de dichos múltiples segmentos de entropía asociados con dicho segmento de reconstrucción comprende someter a decodificación de entropía un primer segmento de entropía en dichos múltiples segmentos de entropía asociados con dicho segmento de reconstrucción: a) inicializando múltiples modelos de contexto; y b) actualizando dichos múltiples modelos de contexto durante dicha decodificación de entropía de dicho primer segmento de entropía en dichos múltiples segmentos de entropía asociados con dicho segmento de reconstrucción.

3. Procedimiento según se describe en la reivindicación 2, en el que dicho primer segmento de entropía se identifica por una primera cabecera.

4. Procedimiento según se describe en la reivindicación 1, en el que dicha identificación de dichos múltiples segmentos de entropía asociados con dicho segmento de reconstrucción comprende analizar sintácticamente dicha secuencia de bits para identificar cada segmento de entropía en dichos múltiples segmentos de entropía asociados con dicho segmento de reconstrucción.

5. Procedimiento según se describe en la reivindicación 1, en el que dicha reconstrucción de dicha parte de dicho fotograma de vídeo asociada con dicho segmento de reconstrucción comprende: a) generar un primer macrobloque reconstruido usando un primer segmento de entropía decodificado por entropía de dichos múltiples segmentos de entropía decodificados por entropía; y b) generar un segundo macrobloque reconstruido usando dicho primer macrobloque reconstruido y un segundo segmento de entropía decodificado por entropía de dichos múltiples segmentos de entropía decodificados por entropía.

6. Procedimiento según se describe en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la cabecera de segmento de entropía, que es una cabecera de segmento de reconstrucción del segmento de reconstrucción, incluye un primer indicador que indica que un codificador ha determinado la división del segmento de reconstrucción en segmentos de entropía.

7. Procedimiento según se describe en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que cada cabecera de segmento de entropía está configurada para permitir que un decodificador identifique el inicio de un segmento de entropía e inicie la decodificación de entropía.