ES3033649T3

ES3033649T3 - Video decoder, video decoding method, and program with variable pixel bit length information

Info

Publication number: ES3033649T3
Application number: ES20194967T
Authority: ES
Inventors: Keiichi Chono; Yuzo Senda; Junji Tajime; Hirofumi Aoki; Kenta Senzaki
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2010-07-13
Filing date: 2011-07-08
Publication date: 2025-08-06
Anticipated expiration: 2031-07-08
Also published as: CN105430405B; CN105828078A; KR20140045598A; CN103004191B; JP2016067043A; KR101538362B1; US9532073B2; CN105828078B; EP2595379A4; CN105847812A; US20130101037A1; BR112013000579A2; PL2595379T3; US10097847B2; JPWO2012008130A1; KR20140114459A; JP2014239531A; EP4637155A3; KR20130029394A; BR122020015661B1

Abstract

Un dispositivo de decodificación de vídeo que comprende: una unidad de extracción (201) que extrae información sobre el aumento de la longitud de bits de un flujo de bits; una unidad de decodificación entrópica (204) que decodifica por entropía los datos transformados de una imagen en el flujo de bits; una unidad de decodificación sin compresión (203) que decodifica sin compresión los datos codificados sin compresión de una imagen en el flujo de bits; y una unidad de control de decodificación (202) que controla la unidad de decodificación entrópica (204) y la unidad de decodificación sin compresión (203). La longitud de bits de una imagen correspondiente a los datos de entrada de la unidad de decodificación sin compresión (203) es menor o igual que la longitud de bits de una imagen correspondiente a los datos de entrada de la unidad de decodificación entrópica (204). La longitud de bits de una imagen correspondiente a los datos de entrada de la unidad de decodificación sin compresión (203) se incrementa en función de la información sobre el aumento de la longitud de bits de un píxel. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo de codificación de vídeo, dispositivo de decodificación de vídeo, método de codificación de vídeo, método de decodificación de vídeo y programa

[Campo técnico]

La presente invención se refiere a un dispositivo de decodificación de vídeo que coopera con un dispositivo de codificación de vídeo que utiliza incremento de la longitud de bits por píxel y codificación sin compresión.

[Antecedentes]

Como un esquema de codificación de vídeo destinado a transmisión y acumulación de alta eficiencia de información de vídeo, un esquema de codificación del estándar de codificación de vídeo avanzada (AVC) ISO/IEC 14496-10 se describe en la bibliografía no de patentes (NPL) 2. Además, NPL 1 propone una mejora en la eficiencia de compresión de la codificación de vídeo, extendiendo (incrementando) una longitud de bits por píxel de una imagen de entrada durante la codificación de vídeo para mejorar la precisión de operación de predicción intra y predicción compensada por movimiento (predicción intercuadro).

La bibliografía no de patentes (PTL) 1 propone conmutar entre codificación entrópica y codificación sin compresión (codificación PCM) por unidad de codificación predeterminada, para garantizar un tiempo de procesamiento fijo para un dispositivo de codificación de vídeo o un dispositivo de decodificación de vídeo. El documento EP 2 197 215 A1 da a conocer un dispositivo de codificación de vídeo con un medio de transformada para transformar una imagen de entrada; un medio de codificación entrópica para codificar por entropía los datos de salida del medio de transformada; un medio de codificación sin compresión para codificar sin compresión los datos de entrada; y un medio de selección de datos multiplexados para seleccionar los datos de salida del medio de codificación entrópica o los datos de salida del medio de codificación sin compresión.

El documento US 2009/087111 A1 da a conocer un sistema de codificación y decodificación de imágenes con un convertidor de incremento de la profundidad de bits por píxel.

[Lista de citas]

[Bibliografía de patentes]

PTL 1: solicitud de patente japonesa a inspección pública n.° 2004-135251

[Bibliografía no de patentes]

NPL 1: Reiko Noda, Takeshi Chujoh "Improving Video Coding Efficiency by Pixel Bit-depth Increase", Foro de Tecnologías de la Información 2006, J-009, 2006

NPL 2: Codificación de vídeo avanzada ISO/IEC 14496-10

[Compendio de la invención]

[Problema técnico]

La Fig. 16 es un diagrama de bloques que muestra un dispositivo de codificación de vídeo obtenido simplemente combinando la técnica descrita en NPL 1 y la técnica descrita en PTL 1. En adelante, el dispositivo de codificación de vídeo mostrado en la Fig. 16 se denomina un dispositivo de codificación de vídeo típico.

Una estructura y un funcionamiento del dispositivo de codificación de vídeo típico que recibe la entrada de cada cuadro de vídeo digitalizado y emite un flujo de bits, se describen a continuación haciendo referencia a la Fig. 16.

El dispositivo de codificación de vídeo mostrado en la Fig. 16 incluye una unidad de incremento de la longitud de bits por píxel 101, un transformador/cuantificador 102, un codificador entrópico 103, un transformador inverso/cuantificador inverso 104, una memoria intermedia 105, un predictor 106, un codificador PCM 107, un decodificador PCM 108, un selector de datos multiplexados 109, un multiplexor 110, un conmutador 121 y un conmutador 122.

El dispositivo de codificación de vídeo que se muestra en la Fig. 16 divide cada cuadro en bloques de 16 x 16 píxeles de tamaño llamados macrobloques (MB), y codifica cada MB secuencialmente desde la esquina superior izquierda del cuadro. En la AVC descrita en NPL 2, cada MB se divide a su vez en bloques de 4 x 4 píxeles de tamaño y cada bloque de 4 x 4 píxeles de tamaño se codifica.

La Fig. 17 es un diagrama explicativo que muestra un ejemplo de división de bloques en el caso en que el cuadro tiene una resolución espacial de QCIF (Quarter Common Intermediate Format, formato intermedio común de un cuarto). A continuación, se describe el funcionamiento de cada componente, centrándose únicamente en los valores de luminancia de los píxeles, para simplificar.

La unidad de incremento de la longitud de bits por píxel 101 incrementa la longitud de bits por píxel del vídeo de entrada dividido en bloques, basándose en la información de incremento de la longitud de bits por píxel establecida externamente. Sea bit_depth_luma la longitud de bits por píxel del vídeo de entrada e increased_bit_depth_luma la información de incremento de la longitud de bits por píxel (longitud de bits por píxel incrementada). La unidad de incremento de la longitud de bits por píxel 101 desplaza cada valor de píxel del vídeo de entrada hacia la izquierda en increased_bit_depth_luma bits. Como resultado, los datos de salida de la unidad de incremento de la longitud de bits por píxel 101 tienen una longitud de bits por píxel de bit_depth_luma increased_bit_depth_luma bits.

Una señal de predicción suministrada por el predictor 106 se resta de la imagen incrementada en longitud de bits por píxel, emitida por la unidad de incremento de la longitud de bits por píxel 101, y la imagen resultante se introduce en el transformador/cuantificador 102. Existen dos tipos de señal de predicción: a saber, una señal de predicción intra y una señal de predicción intercuadro. Cada una de las señales de predicción se describe a continuación.

La señal de predicción intra es una señal de predicción creada basándose en una imagen de una imagen reconstruida que tiene el mismo tiempo de visualización que una imagen actual y se almacena en la memoria intermedia 105. En referencia a 8.3.1 proceso de predicción Intra_4x4 para muestra de luma 8.3.2 proceso de predicción Intra_8x8 para muestras de luma y 8.3.3 proceso de predicción Intra_16x16 para muestras de luma en NPL 2, los modos de predicción intra de tres tamaños de bloque, es decir, Intra_4x4, Intra_8x8 e Intra_16x16, están disponibles para predicción intra.

Como se puede apreciar en las Figs. 18(A) y 18(C), Intra_4x4 e Intra_8x8 son, respectivamente, predicción intra de tamaño de bloque de 4x4 y de tamaño de bloque 8x8. Cada círculo (o) en las Figs. 18(A) y 18(C) indica un píxel de referencia utilizado para la predicción intra; es decir, un píxel de la imagen reconstruida con el mismo tiempo de visualización que la imagen actual.

En la predicción intra de Intra 4x4, los píxeles periféricos reconstruidos se establecen directamente como píxeles de referencia y se utilizan como relleno (extrapolación) en las nueve direcciones que se muestran en la Fig. 18(B), para formar la señal de predicción. En la predicción intra de Intra_8x8, los píxeles obtenidos al suavizar los píxeles periféricos de la imagen de la imagen reconstruida mediante filtros de paso bajo (1/2, 1/4, 1/2) que se muestran bajo la flecha derecha en la Fig. 18(C) se establecen como señales de referencia y se utilizan para la extrapolación en las nueve direcciones que se muestran en la Fig. 18(B) para formar la señal de predicción.

Como se muestra en la Fig. 19(A), Intra_16x16 es una predicción intra de un tamaño de bloque de 16x16. Cada círculo (o) en la Fig. 19(A) indica un píxel de referencia utilizado para predicción intra, es decir, un píxel de la imagen reconstruida con el mismo tiempo de visualización que la imagen actual, como en el ejemplo mostrado en las Figs. 18(A), 18(B) y 18(C). En la predicción intra de Intra_16x16, los píxeles periféricos de la imagen reconstruida se establecen directamente como píxeles de referencia y se utilizan para extrapolación en las cuatro direcciones mostradas en la Fig. 19(B) para formar la señal de predicción.

De ahora en adelante, un MB codificado utilizando la señal de predicción intra se denomina MB intra, un tamaño de bloque de predicción intra se denomina modo de predicción intra y una dirección de extrapolación se denomina dirección de predicción intra.

La señal de predicción intercuadro es una señal de predicción creada a partir de una imagen reconstruida que tiene un tiempo de visualización diferente al de la imagen actual y se almacena en la memoria intermedia 105. En adelante, un MB codificado utilizando la señal de predicción intercuadro se denomina MB inter. El tamaño de bloque del MB inter puede seleccionarse, por ejemplo, entre 16 x 16, 16 x 8, 8 x 16, 8 x 8, 8 x 4, 4 x 8 y 4 x 4.

La Fig. 20 muestra un diagrama explicativo de un ejemplo de predicción intercuadro con un tamaño de bloque de 16 x 16 como ejemplo. El vector de movimiento MV = (mvx mvy) mostrado en la Fig. 20 es uno de los parámetros de predicción de predicción intercuadro, que indica la cantidad de traslación de un bloque de predicción intercuadro (señal de predicción intercuadro) de una imagen de referencia con respecto a un bloque a codificar. En AVC, los parámetros de predicción de predicción intercuadro incluyen no solo la dirección de predicción intercuadro que representa la dirección de la imagen de referencia de la señal de predicción intercuadro con respecto a la imagen a codificar del bloque a codificar, sino también un índice de imagen de referencia para identificar la imagen de referencia utilizada para la predicción intercuadro del bloque a codificar. Esto se debe a que, en AVC, se pueden usar varias imágenes de referencia almacenadas en la memoria intermedia 105 para la predicción intercuadro.

La predicción intercuadro se describe con más detalle en 8.4 Proceso de predicción inter en NPL 2.

En adelante, un MB codificado utilizando la señal de predicción intercuadro se denomina MB inter, un tamaño de bloque de predicción intercuadro se denomina modo de predicción inter y una dirección de predicción intercuadro se denomina dirección de predicción inter.

Una imagen codificada que incluye solo MB intra se denomina imagen I. Una imagen codificada que incluye no solo MB intra, sino también MB inter, se denomina imagen P. Una imagen codificada que incluye MB inter que utiliza no solo una imagen de referencia, sino dos imágenes de referencia simultáneamente para la predicción intercuadro se denomina imagen B. En la imagen B, la predicción intercuadro en la que la dirección de la imagen de referencia de la señal de predicción intercuadro con respecto a la imagen a codificar del bloque a codificar es hacia el pasado se denomina predicción hacia adelante; la predicción intercuadro en la que la dirección de la imagen de referencia de la señal de predicción intercuadro con respecto a la imagen a codificar del bloque a codificar es hacia el futuro se denomina predicción hacia atrás; y la predicción intercuadro que involucra tanto el pasado como el futuro se denomina predicción bidireccional. El transformador/cuantificador 102 transforma en frecuencia la imagen incrementada en longitud de bits por píxel de la que se ha restado la señal de predicción (imagen de error de predicción).

El transformador/cuantificador 102 cuantifica además la imagen de error de predicción transformada en frecuencia (coeficiente de transformada de frecuencia), con una anchura de paso de cuantificación Qs de acuerdo con la longitud de bits por píxel incrementada increased_bit_depth_luma de la unidad de incremento de la longitud de bits por píxel 101. Sea Qsluma una anchura de paso de cuantificación normal. Entonces, Qs = Qsluma * 2increased_bit_depth_luma, por ejemplo. En adelante, el coeficiente de transformada de frecuencia cuantificada se denomina valor de cuantificación de transformada.

El codificador entrópico 103 codifica por entropía los parámetros de predicción y el valor de cuantificación de la transformada. Los parámetros de predicción son información relacionada con la predicción de MB, como MB intra/MB inter, modo de predicción intra, dirección de predicción intra, tamaño de bloque inter MB y el vector de movimiento mencionado anteriormente.

El transformador inverso/cuantificador inverso 104 cuantifica inversamente el valor de cuantificación de la transformada, dependiendo la anchura del paso de cuantificación de la longitud de bits por píxel incrementada increased_bit_depth_luma de la unidad de incremento de la longitud de bits por píxel 101. El transformador inverso/cuantificador inverso 104 también realiza transformadas inversas de frecuencia del coeficiente de la transformada de frecuencia obtenido mediante la cuantificación inversa. La señal de predicción se añade a la imagen de error de predicción reconstruida obtenida mediante la transformada inversa de frecuencia, y la imagen resultante se suministra al conmutador 122.

El selector de datos multiplexados 109 monitoriza la cantidad de datos de entrada por unidad de codificación predeterminada (p. ej., macrobloque) al codificador entrópico 103. En caso de que el codificador entrópico 103 pueda codificar por entropía los datos de entrada en un tiempo de procesamiento correspondiente a la unidad de codificación predeterminada, el selector de datos multiplexados 109 controla el conmutador 121 para seleccionar los datos de salida del codificador entrópico 103. Como resultado, los datos de salida del codificador entrópico 103 se suministran al multiplexor 110 a través del conmutador 121. El selector de datos multiplexados 109 controla además el conmutador 122 para seleccionar los datos de salida del transformador inverso/cuantificador inverso 104. Como resultado, los datos de salida del transformador inverso/cuantificador inverso 104 se suministran a la memoria intermedia 105 a través del conmutador 122.

En el caso en que el codificador entrópico 103 no puede codificar por entropía los datos de entrada durante el tiempo de procesamiento, el selector de datos multiplexados 109 controla el conmutador 121 para seleccionar los datos de salida del codificador PCM 107, obtenidos mediante la codificación PCM de los datos de salida de la unidad de incremento de la longitud de bits por píxel 101. Como resultado, los datos de salida del codificador PCM 107 se suministran al multiplexor 110 a través del conmutador 121. El selector de datos multiplexados 109 controla además el conmutador 122 para seleccionar los datos de salida del decodificador PCM 108, obtenidos mediante la decodificación PCM de los datos de salida del codificador PCM 107. Como resultado, los datos de salida del decodificador PCM 108 se suministran a la memoria intermedia 105 a través del conmutador 122.

La memoria intermedia 105 almacena la imagen reconstruida suministrada a través del conmutador 122. La imagen reconstruida por cuadro se denomina imagen reconstruida.

El multiplexor 110 multiplexa la información de incremento de la longitud de bits por píxel con los datos de salida del codificador entrópico 103 y los datos de salida del codificador PCM 107, y emite el resultado de la multiplexación.

Basándose en la operación descrita anteriormente, el dispositivo de codificación de vídeo típico crea el flujo de bits.

En el caso de utilizar la técnica típica descrita anteriormente, es posible mejorar la precisión de operación de predicción intra o predicción intercuadro mediante la extensión de la longitud de bits por píxel y garantizar un tiempo de procesamiento fijo para un dispositivo de codificación de vídeo o un dispositivo de decodificación de vídeo.

Sin embargo, en la técnica típica descrita anteriormente, la imagen con una longitud de bits por píxel incrementada se codifica en PCM, lo que causa el problema de que los datos de salida de la codificación PCM se incrementan en la cantidad de incremento de la longitud de bits por píxel, a pesar de la ausencia de mejora en la PSNR (relación señal-ruido de pico). Por ejemplo, en el caso en que la bit_depth_luma es de 8 bits y la increased_bit_depth_luma es de 8 bits, los datos de salida de la codificación PCM son de 16 bits, el doble de grandes que la imagen de entrada de 8 bits.

En vista de esto, la presente invención tiene como objetivo suprimir el incremento de los datos de salida de la codificación PCM, en codificación de vídeo basada en el incremento de la longitud de bits por píxel y en codificación PCM. Este objetivo se consigue mediante las características de las reivindicaciones. Las reivindicaciones se refieren únicamente a decodificación.

[Resultados ventajosos de la invención]

De acuerdo con la presente invención, a través del dispositivo de decodificación, el método y el medio de grabación reivindicados es posible suprimir el incremento de los datos de salida de la codificación PCM, en codificación de vídeo basada en el incremento de la longitud de bits por píxel y en codificación PCM, que también proporcionan los resultados complementarios durante la decodificación.

[Breve descripción de los dibujos]

[Fig. 1] La Fig. 1 es un diagrama de bloques de un dispositivo de codificación de vídeo en la Referencia 1. [Fig. 2] La Fig. 2 es un diagrama explicativo que muestra información de incremento de la longitud de bits por píxel en parámetros de secuencia.

[Fig. 3] La Fig. 3 es un diagrama de flujo que muestra el procesamiento del dispositivo de codificación de vídeo en la Referencia 1.

[Fig. 4] La Fig. 4 es un diagrama de bloques de un dispositivo de decodificación de vídeo en la Realización Ejemplar 1.

[Fig. 5] La Fig. 5 es un diagrama de flujo que muestra el procesamiento del dispositivo de decodificación de vídeo en la Realización Ejemplar 1.

[Fig. 6] La Fig. 6 es un diagrama de bloques de un dispositivo de codificación de vídeo en otra referencia. [Fig. 7] La Fig. 7 es un diagrama explicativo que muestra otro ejemplo de información de incremento de la longitud de bits por píxel en parámetros de secuencia.

[Fig. 8] La Fig. 8 es un diagrama explicativo que muestra otro ejemplo más de información de incremento de la longitud de bits por píxel en parámetros de secuencia.

[Fig. 9] La Fig. 9 es un diagrama explicativo que muestra otro ejemplo más de información de incremento de la longitud de bits por píxel en parámetros de secuencia.

[Fig. 10] La Fig. 10 es un diagrama de bloques que muestra un ejemplo estructural de un sistema de procesamiento de información capaz de realizar funciones de un dispositivo de codificación de vídeo y funciones de un dispositivo de decodificación de vídeo de acuerdo con la presente invención.

[Fig. 11] La Fig. 11 es un diagrama de bloques que muestra una parte principal de un dispositivo de codificación de vídeo.

[Fig. 12] La Fig. 12 es un diagrama de bloques que muestra una parte principal de otro dispositivo de codificación de vídeo.

[Fig. 13] La Fig. 13 es un diagrama de bloques que muestra una parte principal de otro dispositivo de codificación de vídeo.

[Fig. 14] La Fig. 14 es un diagrama de bloques que muestra una parte principal de un dispositivo de decodificación de vídeo según la presente invención.

[Fig. 15] La Fig. 15 es un diagrama de bloques que muestra una parte principal de otro dispositivo de decodificación de vídeo según la presente invención.

[Fig. 16] La Fig. 16 es un diagrama de bloques que muestra un dispositivo de codificación de vídeo típico. [Fig. 17] La Fig. 17 es un diagrama explicativo que muestra un ejemplo de división de bloques.

[Fig. 18] Las Figs. 18(A), 18(B) y 18(C) son diagramas explicativos que muestran tipos de predicción.

[Fig. 19] Las Figs. 19(A) y 19(B) son diagramas explicativos que muestran tipos de predicción.

[Fig. 20] La Fig. 20 es un diagrama explicativo que muestra un ejemplo de predicción intercuadro utilizando un tamaño de bloque de 16 x 16 como ejemplo.

[Descripción de realizaciones y referencias]

Referencia 1 (que no forma parte de la invención reivindicada)

Un dispositivo de codificación de vídeo en esta referencia incluye: medios para hacer que una longitud de bits por píxel de una imagen correspondiente a datos de salida de codificación entrópica y una longitud de bits por píxel de una imagen correspondiente a datos de salida de codificación PCM sean diferentes entre sí; medios para incrementar una longitud de bits por píxel de una imagen decodificada de decodificación PCM basándose en la información de incremento de la longitud de bits por píxel; y medios para multiplexar la información de incremento de la longitud de bits por píxel en un flujo de bits.

Como se muestra en la Fig. 1, el dispositivo de codificación de vídeo de esta referencia incluye una unidad de incremento de la longitud de bits por píxel 111 para incrementar la longitud de bits por píxel de una imagen decodificada del decodificador PCM 108 basándose en la información de incremento de la longitud de bits por píxel, además de la unidad de incremento de la longitud de bits por píxel 101, el transformador/cuantificador 102, el codificador entrópico 103, el transformador inverso/cuantificador inverso 104, la memoria intermedia 105, el predictor 106, el codificador PCM 107, el decodificador PCM 108, el selector de datos multiplexados 109, el multiplexor 110, el conmutador 121 y el conmutador 122 incluidos en el dispositivo de codificación de vídeo típico mostrado en la Fig. 16.

Al comparar las Figs. 1 y 16, se puede entender que el dispositivo de codificación de vídeo de esta referencia suministra una imagen de entrada antes del incremento de la longitud de bits por píxel al codificador PCM 107 para que la longitud de bits por píxel de una imagen correspondiente a los datos de salida de codificación entrópica y la longitud de bits por píxel de la imagen correspondiente a los datos de salida de la codificación PCM sean diferentes entre sí. La imagen correspondiente a los datos de salida de codificación entrópica es una imagen de vídeo de entrada con una longitud de bits por píxel incrementada, que se suministra al transformador/cuantificador 102, y una imagen reconstruida de la imagen de vídeo de entrada con una longitud de bits por píxel incrementada, que se suministra desde el transformador inverso/cuantificador inverso 104. La imagen correspondiente a los datos de salida de la codificación PCM es una imagen de vídeo de entrada sin incremento de la longitud de bits por píxel que se suministra al codificador PCM 107, y una imagen decodificada PCM del vídeo de entrada sin incremento de la longitud de bits por píxel, que se suministra desde el decodificador PCM 108.

La unidad de incremento de la longitud de bits por píxel 101 incrementa una longitud de bits por píxel del vídeo de entrada dividido en bloques, basándose en la información de incremento de la longitud de bits por píxel establecida desde fuera.

Sea bit_depth_luma una longitud de bits por píxel de luminancia del vídeo de entrada, y sea increased_bit_depth_luma la información de incremento de la longitud de bits por píxel de luminancia (longitud de bits por píxel incrementada). La unidad de incremento de la longitud de bits por píxel 101 desplaza cada valor por píxel de luminancia del vídeo de entrada hacia la izquierda en increased_bit_depth_luma bits. Como resultado, los datos de salida de la unidad de incremento de la longitud de bits por píxel 101 tienen una longitud de bits por píxel de bit_depth_luma increased_bit_depth_luma bits. Del mismo modo, para la diferencia de color (componentes Cb y Cr), sea bit_depth_chroma una longitud de bits por píxel de diferencia de color del vídeo de entrada, y sea increased_bit_depth_chroma la información de incremento de la longitud de bits por píxel de diferencia de color. La unidad de incremento de la longitud de bits por píxel 101 desplaza cada valor de píxel de diferencia de color del vídeo de entrada hacia la izquierda en increased_bit_depth_luma bits.

Una señal de predicción suministrada desde el predictor 106 se resta de la imagen incrementada en longitud de bits por píxel que se emite desde la unidad de incremento de la longitud de bits por píxel 101, y la imagen resultante se introduce en el transformador/cuantificador 102. El transformador/cuantificador 102 transforma en frecuencia la imagen incrementada en longitud de bits por píxel de la que se ha restado la señal de predicción (imagen de error de predicción).

El transformador/cuantificador 102 cuantifica además la imagen de error de predicción transformada en frecuencia (coeficiente de transformada de frecuencia), con una anchura de paso de cuantificación Qs de acuerdo con las longitudes de bits por píxeles incrementadasincreased_bit_depth_luma e increased_bit_depth_chroma de la unidad de incremento de la longitud de bits por píxel 101. Sea Qsluma la anchura de paso de cuantificación normal de la luminancia. Por lo tanto, Qs = Qsluma * 2increased_bit_depth_luma , como ejemplo. En adelante, el coeficiente de transformada de frecuencia cuantificada se denomina valor de cuantificación de la transformada.

El codificador entrópico 103 codifica por entropía los parámetros de predicción suministrados desde el predictor 106 y el valor de cuantificación de la transformada suministrado desde el transformador/cuantificador 102. Los parámetros de predicción son información relacionada con la predicción de macrobloques, como MB intra/MB inter, modo de predicción intra, dirección de predicción intra, tamaño de bloque MB inter y vector de movimiento.

El transformador inverso/cuantificador inverso 104 cuantifica de forma inversa el valor de cuantificación de la transformada, con la anchura del paso de cuantificación de acuerdo con las longitudes de bits por píxel incrementadas increased_bit_depth_luma e increased_bit_depth_chromade la unidad de incremento de la longitud de bits por píxel 101. El transformador inverso/cuantificador inverso 104 aplica además transformadas inversas de frecuencia al coeficiente de la transformada de frecuencia obtenido mediante la cuantificación inversa. La señal de predicción se añade a la imagen de error de predicción reconstruida, obtenida mediante la transformada inversa de frecuencia, y la imagen resultante se suministra al conmutador 122.

El codificador PCM 107 codifica en PCM la imagen de entrada antes de incrementar la longitud de bits por píxel. Los datos de salida pcm_sample_luma[i] de luminancia del codificador PCM 107 tienen la longitud de bits por píxel y la bit_depth_luma de luminancia del vídeo de entrada. Aquí, i (0 < i < 255) es un índice en el orden de escaneo de trama dentro del macrobloque. Asimismo, los datos de salida pcm_sample_chroma[i] (i : 0 < i < 127) de diferencia de color del codificador PCM 107 tienen la longitud de bits por píxel bit_depth_chroma de la diferencia de color del vídeo de entrada.

El decodificador PCM 108 decodifica en PCM pcm_sample_luma[i] y pcm_sample_chroma[i]. En adelante, la decodificación PCM también se denomina lectura de datos PCM.

La unidad de incremento de la longitud de bits por píxel 111 desplaza la lectura de datos PCM pcm_sample_luma[i] a la izquierda mediante increased_bit_depth_luma bits. Como resultado, una imagen reconstruida obtenida mediante el decodificador PCM 108 tiene bit_depth_luma increased_bit_depth_luma bits, y se suministra al conmutador 122. Asimismo, la lectura de datos PCM pcm_sample_chroma[i] se desplaza a la izquierda por los bits increased_bit_depth_chroma y se suministra al conmutador 122.

El selector de datos multiplexados 109 monitoriza la cantidad de datos de entrada por unidad de codificación predeterminada (p. ej., macrobloque) al codificador entrópico 103. En el caso en que el codificador entrópico 103 puede codificar por entropía los datos de entrada en un tiempo de procesamiento correspondiente a la unidad de codificación predeterminada, el selector de datos multiplexados 109 controla el conmutador 121 para seleccionar los datos de salida del codificador entrópico 103. Como resultado, los datos de salida del codificador entrópico 103 se suministran al multiplexor 110 a través del conmutador 121. El selector de datos multiplexados 109 controla además el conmutador 122 para seleccionar los datos de salida del transformador inverso/cuantificador inverso 104. Como resultado, los datos de salida del transformador inverso/cuantificador inverso 104 se suministran a la memoria intermedia 105 a través del conmutador 122.

En el caso en que el codificador entrópico 103 no puede codificar por entropía los datos de entrada durante el tiempo de procesamiento, el selector de datos multiplexados 109 primero hace que el codificador entrópico 103 codifique y emita información que indica que el macrobloque es un MB intra de PCM. En detalle, al cumplir 7.3.5 Sintaxis de la capa de macrobloque en NPL 2, mb_type se codifica por entropía y se emite como I_PCM.

A continuación, se alinea a bytes el bit de salida del codificador entrópico 103. En detalle, al cumplir 7.3.5 Sintaxis de la capa de macrobloque en NPL 2, el codificador entrópico 103 suministra un número predeterminado de pcm_alignment_zero_bit al multiplexor 110. Además, el codificador entrópico 103 inicializa un motor de codificación para la codificación posterior.

Un ejemplo de inicialización del motor de codificación se describe en 9.3.4.1 proceso de inicialización del motor de codificación aritmética (informativo) en NPL 2.

El selector de datos multiplexados 109 controla además el conmutador 121 para seleccionar los datos de salida del codificador PCM 107. Como resultado, los datos de salida del codificador PCM 107 se suministran al multiplexor 110 a través del conmutador 121.

Finalmente, el selector de datos multiplexados 109 controla el conmutador 122 para seleccionar los datos de salida de la unidad de incremento de la longitud de bits por píxel 111. Como resultado, los datos de salida de la unidad de incremento de la longitud de bits por píxel 111 se suministran a la memoria intermedia 105 a través del conmutador 122. Aquí, la unidad de incremento de la longitud de bits por píxel 111 incrementa el número de bits desplazando hacia la izquierda mediante increased_bit_depth_luma bits, los datos de salida pcm_sample_luma[i] del decodificador PCM 108 obtenidos al leer los datos de salida pcm_sample_luma[i] del codificador PCM 107. Asimismo, la unidad de incremento de la longitud de bits por píxel 111 incrementa el número de bits desplazando hacia la izquierda mediante increased_bit_depth_chroma bits, los datos de salida pcm_sample_chroma[i] del decodificador PCM 108 obtenidos al leer los datos de salida pcm_sample_chroma[i] del codificador PCM 107.

El multiplexor 110 multiplexa la información de incremento de la longitud de bits por píxel con los datos de salida del codificador entrópico 103 y los datos de salida del codificador PCM 107, y entrega el resultado de la multiplexación. De acuerdo con la Especificación de funciones de sintaxis, categorías y descriptores de NPL 2, la información de incremento de la longitud de bits por píxel (increased_bit_depth_luma e increased_bit_depth_chroma) puede multiplexarse siguiendo bit_depth_luma_minus8 y bit_depth_chroma_minus8 de parámetros de secuencia , como se muestra en la lista de la Fig. 2. Aquí, bit_depth_luma_minus8 es un valor que se obtiene restando 8 de la longitud de bits por píxel bit_depth_luma de la luminancia del vídeo de entrada; bit_depth_chroma_minus8 es un valor que se obtiene restando 8 de la longitud de bits por píxel bit_depth_chroma de la diferencia de color del vídeo de entrada; increased_bit_depth_luma es la longitud de bits por píxel incrementada de luminancia, e increased_bit_depth_chroma es la longitud de bits por píxel incrementada de la diferencia de color.

Las expresiones ("C y "Descriptor") en la lista que se muestra en la Fig. 2 cumplen, por ejemplo, 7.2 Especificación de funciones de sintaxis, categorías y descriptores en NPL 2.

Basándose en la operación descrita anteriormente, el dispositivo de codificación de vídeo de esta referencia crea el flujo de bits.

Las operaciones del codificador entrópico 103, el codificador PCM 107, el decodificador PCM 108 y la unidad de incremento de la longitud de bits por píxel 111, en caso de no poder realizar codificación entrópica dentro del tiempo de procesamiento, se describen a continuación, haciendo referencia al diagrama de flujo de la Fig. 3. Como se muestra en la Fig. 3, en la etapa S101, el codificador entrópico 103 codifica por entropía mb_type como I_PCM y lo suministra al multiplexor 110, para garantizar un tiempo de procesamiento fijo para un dispositivo de codificación de vídeo o un dispositivo de decodificación de vídeo.

En la etapa S102, el codificador entrópico 103 suministra pcm_alignment_zero_bit al multiplexor 110, para alinear a bytes el bit de salida.

En la etapa S103, el codificador entrópico 103 inicializa el motor de codificación para la codificación entrópica posterior.

En la etapa S104, el codificador PCM 107 codifica en PCM la imagen de entrada antes del incremento de la longitud de bits por píxel y la suministra al multiplexor 110, para no incrementar los datos de salida de la codificación PCM.

En la etapa S105, el decodificador PCM 108 decodifica en PCM (lee datos PCM) el resultado de la codificación PCM pcm_sample_luma[i] y pcm_sample_chroma[i].

En la etapa S106, la unidad de incremento de la longitud de bits por píxel 111 desplaza la lectura de datos PCM pcm_sample_luma[i] y pcm_sample_chroma[i] por el decodificador PCM 108 hacia la izquierda respectivamente mediante increased_bit_depth_luma bits e

increased_bit_depth_chroma bits, con el fin de mejorar la precisión de operación de la predicción intra y la predicción intercuadro subsiguientes.

Así, en el caso de no ser capaz de realizar codificación entrópica dentro del tiempo de procesamiento correspondiente a la unidad codificada predeterminada, el codificador entrópico 103 y el codificador PCM 107 operan como se describió anteriormente.

En el dispositivo de codificación de vídeo de esta referencia, la imagen de entrada, antes del incremento de la longitud de bits por píxel, se suministra al codificador PCM 107 para que la longitud de bits por píxel de la imagen correspondiente a los datos de salida de la codificación entrópica y la longitud de bits por píxel de la imagen correspondiente a los datos de salida de la codificación PCM sean diferentes entre sí. Esta estructura permite suprimir el incremento de los datos de salida de la codificación PCM en codificación de vídeo basada en el incremento de la longitud de bits por píxel y en codificación sin compresión.

Además, el dispositivo de codificación de vídeo de esta referencia incluye la unidad de incremento de la longitud de bits por píxel 111 para incrementar la longitud de bits por píxel de la imagen decodificada de decodificación PCM según la información de incremento de la longitud de bits por píxel. La unidad de incremento de la longitud de bits por píxel 111 puede suprimir la reducción de la precisión de operación de predicción intra y predicción intercuadro provocada al hacer diferentes entre sí las longitudes de bits por píxel. Además, en el dispositivo de codificación de vídeo de esta referencia, el multiplexor 110 multiplexa la información de incremento de la longitud de bits por píxel en el flujo de bits, de modo que la longitud de bits por píxel de la imagen decodificada de decodificación PCM se incrementa por igual durante la decodificación de vídeo. Esta estructura contribuye a una mejor interoperabilidad entre el dispositivo de codificación de vídeo y el dispositivo de decodificación de vídeo. Es decir, el dispositivo de codificación de vídeo y el dispositivo de decodificación de vídeo cooperan entre sí, lo que permite suprimir el incremento de la codificación PCM en el sistema y también suprimir la reducción de la precisión de operación de predicción intra y predicción intercuadro. Ejemplo de realización 1

En esta realización ejemplar, un dispositivo de decodificación de vídeo decodifica un flujo de bits en el que una longitud de bits por píxel de una imagen correspondiente a datos de entrada del medio de decodificación entrópico y una longitud de bits por píxel de una imagen correspondiente a datos de entrada del medio de decodificación PCM son diferentes entre sí. La imagen correspondiente a los datos de entrada del medio de decodificación entrópico es una imagen reconstruida de una imagen de vídeo de entrada con una longitud incrementada de bits por píxel, suministrada por un transformador inverso/cuantificador inverso 206, que se describe más adelante. La imagen correspondiente a los datos de entrada del medio de decodificación PCM es una imagen de vídeo de entrada decodificada PCM no incrementada en longitud de bits por píxel, suministrada por un decodificador PCM 203, que se describe más adelante.

Como se muestra en la Fig. 4, el dispositivo de decodificación de vídeo en esta realización ejemplar incluye un demultiplexor 201, un controlador de decodificación 202, el decodificador PCM 203, un decodificador entrópico 204, una unidad de incremento de la longitud de bits por píxel 205, el transformador inverso/cuantificador inverso 206, un predictor 207, una memoria intermedia 208, una unidad de disminución de la longitud de bits por píxel 209, un conmutador 221 y un conmutador 222.

El demultiplexor 201 demultiplexa un flujo de bits de entrada para extraer información de incremento de la longitud de bits por píxel y un flujo de bits de vídeo codificado por entropía o codificado en PCM. De acuerdo con la Especificación de funciones de sintaxis, categorías y descriptores de NPL 2, se extrae la información de incremento de la longitud de bits por píxel (increased_bit_depth_luma e increased_bit_depth_chroma) que sigue a bit_depth_luma_minus8 y bit_depth_chroma_minus8 de los parámetros de secuencia, como se muestra en la lista de la Fig. 2.

El decodificador entrópico 204 realiza la decodificación entrópica del flujo de bits de vídeo. En el caso en que mb_type de un macrobloque no es I_PCM (codificación PCM), el decodificador entrópico 204 realiza la decodificación entrópica de los parámetros de predicción y de un valor de cuantificación de la transformada del macrobloque, y los suministra al transformador inverso/cuantificador inverso 206 y al predictor 207.

El transformador inverso/cuantificador inverso 206 realiza la cuantificación inversa del valor de cuantificación de la transformada de luminancia y diferencia de color, con una anchura de paso de cuantificación según la información de incremento de la longitud de bits por píxel, increased_bit_depth_luma e increased_bit_depth_chromaextraídas mediante la demultiplexación. El transformador inverso/cuantificador inverso 206 aplica además transformadas inversas de frecuencia al coeficiente de transformada de frecuencia obtenido mediante la cuantificación inversa.

El predictor 207 crea una señal de predicción utilizando una imagen de una imagen reconstruida almacenada en la memoria intermedia 208, basándose en los parámetros de predicción decodificados por entropía.

La señal de predicción suministrada por el predictor 207 se suma a la imagen de error de predicción reconstruida, obtenida mediante la transformada inversa de frecuencia por el transformador inverso/cuantificador inverso 206, y la imagen resultante es suministrada al conmutador 222.

El controlador de decodificación 202 cambia el conmutador 222 de modo que la imagen de error de predicción reconstruida a la que se ha añadido la señal de predicción se suministra a la memoria intermedia 208 como imagen reconstruida.

En el caso en que mb_type del macrobloque es codificación PCM, el controlador de decodificación 202 hace que el demultiplexor 201 alinee a bytes el flujo de bits de vídeo que se encuentra en plena decodificación entrópica. De acuerdo con 7.3.5 Sintaxis de la capa de macrobloque de NPL 2, el controlador de decodificación 202 hace que el demultiplexor 201 lea pcm_alignment_zero_bit hasta que el flujo de bits de vídeo esté alineado a bytes.

El controlador de decodificación 202 hace entonces que el decodificador entrópico 204 inicialice un motor de decodificación. Un ejemplo de inicialización de un motor de decodificación se describe en 9.3.1.2 Proceso de inicialización del motor de decodificación aritmética en NPL 2.

A continuación, el controlador de decodificación 202 cambia el conmutador 221 de modo que el flujo de bits de vídeo alineado a bytes se suministra al decodificador PCM 203.

El decodificador PCM 203 decodifica en PCM (lee datos PCM) datos de luminancia codificados en PCM pcm_sample_luma[i] y datos de diferencia de color pcm_sample_chroma[i] del flujo de bits de vídeo alineado a bytes.

La unidad de incremento de la longitud de bits por píxel 205 desplaza la lectura de datos PCM pcm_sample_luma[i] y pcm_sample_chroma[i] hacia la izquierda, respectivamente, de acuerdo con la información de incremento de la longitud de bits por píxel increased_bit_depth_luma e increased_bit_depth_chroma extraídas mediante la demultiplexación. Siguiendo la descripción de 8.3.5 Proceso de construcción de muestras para macrobloques I_PCM en NPL 2, se calculan una imagen de luminancia decodificada PCM S'L y una imagen de diferencia de color decodificada PCM S'Cb y S'Cr según las ecuaciones (8-154') y (8-155') a continuación.

for(i = 0; i < 256; i +)

S'L[xP (i % 16), yP dy * (i /16))] =

(pcm_sample_luma[i] « increased_bit_depth_luma) (8-154')

for(i = 0; i < MbWidthC * MbHeightC; i++) {

S'Cb [(xP / SubWidthC) (i % MbWidthC), ((yP SubHeightC - 1)/ SubHeightC) dy * (i / MbWidthC)] = (pcm_sample_chroma[i] «

increased_bit_depth_chroma)

S'Cr[(xP/SubWidthC) (i % MbWidthC), ((yP SubHeightC - 1)/SubHeightC) dy * (i/MbWidthC)]

(pcm_sample_chroma[i MbWidthC * MbHeightC] «

increased_bit_depth_chroma)

} (8-155')

El controlador de decodificación 202 activa el conmutador 222 para que la imagen decodificada PCM, con una longitud de bits por píxel incrementada, se suministre a la memoria intermedia 208 como imagen reconstruida. El controlador de decodificación 202 activa el conmutador 221 para que los datos de salida del demultiplexor 201 se suministren al decodificador entrópico 204 para la decodificación del siguiente macrobloque.

La unidad de disminución de la longitud de bits por píxel 209 disminuye la longitud de bits por píxel de la imagen reconstruida almacenada en la memoria intermedia 208 según la información de incremento de la longitud de bits por píxel, increased_bit_depth_luma e increased_bit_depth_chroma extraída mediante la demultiplexación y entrega el resultado.

Basándose en la operación descrita anteriormente, el dispositivo de decodificación de vídeo en esta realización ejemplar crea la imagen decodificada.

A continuación se describen, haciendo referencia al diagrama de flujo de la Fig. 5, las operaciones del controlador de decodificación 202, del decodificador entrópico 204, del decodificador PCM 203 y de la unidad de incremento de la longitud de bits por píxel 205 en el caso en el que mb_type del macrobloque es codificación PCM, que son características de la presente invención.

En la etapa S201, el demultiplexor 201 lee pcm_alignment_zero_bit para alinear a bytes del flujo de bits de vídeo que está en medio de la decodificación entrópica.

En la etapa S202, el decodificador entrópico 204 inicializa el motor de decodificación para la decodificación entrópica posterior.

En la etapa S203, el decodificador PCM 203 decodifica en PCM (lee datos PCM) el resultado de la codificación PCM pcm_sample_luma[i] y el pcm_sample_chroma[i].

En la etapa S204, la unidad de incremento de la longitud de bits por píxel 205 desplaza la lectura de datos PCM pcm_sample_luma[i] y pcm_sample_chroma[i] hacia la izquierda respectivamente mediante increased_bit_depth_luma bits e increased_bit_depth_chroma bits, con el fin de mejorar la precisión de operación de la predicción intra y la predicción intercuadro subsiguientes.

De este modo, en el caso en que mb_type del macrobloque sea codificación PCM, el controlador de decodificación 202, el decodificador entrópico 204, el decodificador PCM 203 y la unidad de incremento de la longitud de bits por píxel 205 funcionan como se describió anteriormente.

El dispositivo de decodificación de vídeo en esta realización ejemplar incluye la unidad de incremento de la longitud de bits por píxel 205, que incrementa la longitud de bits por píxel de la imagen decodificada mediante decodificación PCM, basándose en la información de incremento de la longitud de bits por píxel extraída mediante la demultiplexación. La unidad de incremento de la longitud de bits por píxel 205 puede suprimir la reducción de la precisión de operación de predicción intra y de predicción intercuadro provocada al hacer diferentes entre sí las longitudes de bits por píxel de las imágenes correspondientes a las entradas del medio de decodificación entrópico y del medio de decodificación PCM. Además, se puede obtener una imagen reconstruida idéntica a la de la decodificación de vídeo, lo que contribuye a una mejor interoperabilidad entre el dispositivo de codificación de vídeo y el dispositivo de decodificación de vídeo. Es decir, el dispositivo de codificación de vídeo y el dispositivo de decodificación de vídeo cooperan entre sí, lo que permite suprimir el incremento de la codificación PCM en el sistema y asimismo suprimir la reducción de la precisión de operación de predicción intra y la predicción intercuadro.

El dispositivo de codificación de vídeo de la Referencia 1 que se muestra en la Fig. 1 es un dispositivo de codificación de vídeo que suministra la imagen de entrada antes del incremento de la longitud de bits por píxel al codificador PCM 107, para hacer que la longitud de bits por píxel de la imagen correspondiente a los datos de salida de la codificación entrópica y la longitud de bits por píxel de la imagen correspondiente a los datos de salida de la codificación PCM sean diferentes entre sí.

La Fig. 6 es un diagrama de bloques que muestra un dispositivo de codificación de vídeo con otra estructura (que no forma parte de la invención reivindicada) para conseguir los mismos resultados ventajosos que el dispositivo de codificación de vídeo mostrado en la Fig. 1.

En comparación con el dispositivo de codificación de vídeo mostrado en la Fig. 1, el dispositivo de codificación de vídeo mostrado en la Fig. 6 incluye además una unidad de disminución de la longitud de bits por píxel 112. Es decir, el dispositivo de codificación de vídeo mostrado en la Fig. 6 tiene una estructura en la que la unidad de disminución de la longitud de bits por píxel 112, que recibe la imagen con una longitud de bits por píxel incrementada, suministra al codificador PCM 107 la imagen con longitud de bits por píxel reducida, basándose en la información de incremento de la longitud de bits por píxel. Al igual que en la referencia 1, el dispositivo de codificación de vídeo mostrado en la Fig. 6 puede suprimir el incremento de los datos de salida de la codificación PCM así como suprimir la reducción de la precisión de operación de predicción intra y predicción intercuadro provocada al hacer diferentes entre sí las longitudes de bits por píxel. En la explicación anterior, el píxel de la imagen reconstruida es un píxel con una longitud de bits por píxel mayor. Sin embargo, para reducir el tamaño de la memoria intermedia que almacena la imagen reconstruida, también es posible una configuración que utilice la unidad de incremento de la longitud de bits por píxel y la unidad de disminución de la longitud de bits por píxel mencionadas anteriormente para la entrada/salida de la memoria intermedia. En esta configuración, también, se puede conseguir la supresión del incremento de los datos de salida de la codificación PCM y la supresión de la reducción de la precisión de operación de la predicción intra provocada al hacer diferentes entre sí las longitudes de bits por píxel.

En la explicación anterior, el decodificador PCM y la unidad de incremento de la longitud de bits por píxel son bloques funcionales independientes. Sin embargo, como se desprende de las ecuaciones (8-154') y (8-155'), el decodificador PCM y la unidad de incremento de la longitud de bits por píxel pueden integrarse como un solo bloque funcional.

En la explicación anterior, el dispositivo de codificación de vídeo multiplexa increased_bit_depth_luma e increased_bit_depth_chroma en el flujo de bits tras bit_depth_luma_minus8 y bit_depth_chroma_minus8, para señalizar explícitamente la información de incremento de la longitud de bits por píxel al dispositivo de decodificación de vídeo (véase la Fig. 2). Alternativamente, el dispositivo de codificación de vídeo puede multiplexar, como la información de incremento de la longitud de bits por píxel, la información de la longitud de bits por píxel tras el incremento de la longitud de bits por píxel en el flujo de bits, para señalizar implícitamente la información de incremento de la longitud de bits por píxel al dispositivo de decodificación de vídeo (se supone aquí que la longitud de bits por píxel original del vídeo de entrada es, por ejemplo, de 8 bits en el dispositivo de codificación de vídeo y el dispositivo de decodificación de vídeo).

En este caso, el dispositivo de codificación de vídeo multiplexa la información de incremento de la longitud de bits por píxel (internal_bit_depth_luma minus8 e internal_bit_depth_chroma_minus8), que se muestra en la Fig. 7, en los parámetros de secuencia, en lugar de bit_depth_luma_minus8 y bit_depth_chroma_minus8 de los parámetros de secuencia. En este caso, internal_bit_depth_luma_minus8 es el valor de increased_bit_depth_luma e internal_bit_depth_chroma_minus8 es el valor de increased_bit_depth_chroma. En el caso de multiplexar la información de incremento de la longitud de bits por píxel mostrada en la Fig. 7 en los parámetros de secuencia, el codificador PCM 107 codifica en PCM la imagen de entrada antes del incremento de la longitud de bits por píxel. Es decir, el codificador PCM 107 codifica en PCM pcm_sample_luma[i] y pcm_sample_chroma[i] de 8 bits. El decodificador PCM 108 decodifica en PCM pcm_sample_luma[i] y la pcm_sample_chroma[i] de 8 bits. La unidad de incremento de la longitud de bits por píxel 111 desplaza pcm_sample_luma[i] y pcm_sample_chroma[i] decodificadas por PCM hacia la izquierda, respectivamente, mediante increased_bit_depth_luma bits e increased_bit_depth_chroma bits.

Un dispositivo de decodificación de vídeo correspondiente al caso de multiplexación de la información de incremento de la longitud de bits por píxel que se muestra en la Fig. 7 en los parámetros de secuencia demultiplexa la información de incremento de la longitud de bits por píxel (internal_bit_depth_luma minus8 e internal_bit_depth_chroma _minus8) a partir de los parámetros de secuencia y calcula increased_bit_depth_luma e increased_bit_depth_chroma de la siguiente manera. increased_bit_depth_luma =

internal_bit_depth_luma_minus8

increased_bit_depth_chroma =

internal_bit_depth_chroma_minus8

Mediante el cálculo mencionado anteriormente, el dispositivo de decodificación de vídeo puede demultiplexar la información de incremento de la longitud de bits por píxel señalizada implícitamente por el dispositivo de codificación de vídeo.

En el caso mencionado, donde el dispositivo de codificación de vídeo señaliza implícitamente la información de incremento de la longitud de bits por píxel al dispositivo de decodificación de vídeo, existe el problema de que la codificación PCM no se puede realizar debido a la ausencia de distorsión cuando la longitud de bits por píxel original del vídeo de entrada es superior a 8 bits. Por ejemplo, se produce distorsión de cuantificación con pcm_sample_luma[i] y la pcm_sample_chroma[i] de 8 bits cuando la longitud de bits por píxel original del vídeo de entrada es de 10 bits.

Para soportar codificación PCM sin distorsión de cuantificación cuando la longitud de bits por píxel original del vídeo de entrada es N bits (N > 8),

pcm_sample_bit_depth_is_internal_bit_depth_flag que es un indicador que indica si la longitud de bits de PCM es o no la longitud de bits por píxel después del incremento de la longitud de bits por píxel, se puede añadir a los parámetros de secuencia como se muestra en la Fig. 8.

En el caso en que pcm_sample_bit_depth_is_internal_bit_depth_flag es 0, el codificador PCM 107 codifica en PCM la imagen de entrada antes de incrementar la longitud de bits por píxel. Es decir, el codificador PCM 107 codifica en PCM pcm_sample_luma[i] y la pcm_sample_chroma[i] de 8 bits. El decodificador PCM 108 decodifica en PCM pcm_sample_luma[i] y pcm_sample_chroma[i] de 8 bits. La unidad de incremento de la longitud de bits por píxel 111 desplaza pcm_sample_luma[i] y pcm_sample_chroma[i] decodificadas por PCM hacia la izquierda, respectivamente, mediante increased_bit_depth_luma (= internal_bit_depth_luma_minus8) bits e increased_bit_depth_chroma (= internal_bit_depth_chroma minus8) bits.

En el caso en que pcm_sample_bit_depth_is_internal_bit_depth_flag es 1 el codificador PCM 107 codifica en PCM la imagen incrementada en la longitud de bits por píxel. Es decir, el codificador PCM 107 codifica en PCM pcm_sample_luma[i] de N bits (internal_bit_depth_luma_minus8 8 bits) y pcm_sample_chroma[i] de N bits (internal_bit_depth_chroma_minus8 8 bits). El decodificador PCM 108 decodifica en PCM pcm_sample_luma[i] de N bits y pcm_sample_chroma[i] de N bits. La unidad de incremento de la longitud de bits por píxel 111 desplaza pcm_sample_luma[i] y pcm_sample_chroma[i] decodificadas por PCM a la izquierda en 0 bits (es decir, no desplaza pcm_sample_luma[i] ni pcm_sample_chroma[i] decodificadas por PCM a la izquierda).

Para soportar codificación PCM sin distorsión de cuantificación cuando la longitud de bits por píxel original del vídeo de entrada tiene N bits (N > 8), pcm_sample_bit_depth_luma_minus8 y pcm_sample_bit_depth_chroma _minus8, que son respectivamente, las longitudes de bits de PCM de luminancia y diferencia de color se pueden añadir a los parámetros de secuencia en lugar de pcm_sample_bit_depth_is_internal_bit_depth_flag, como se muestra en la Fig. 9.

En el caso de añadir pcm_sample_bit_depth_luma_minus8 y pcm_sample_bit_depth_chroma_minus8 a los parámetros de secuencia, el codificador PCM 107 codifica en PCM pcm_sample_luma[i] de pcm_sample_bit_depth_luma_minus8 8 bits y pcm_sample_croma[i] de pcm_sample_bit_depth_chroma_minus8 8 bits. En el caso de añadir pcm_sample_bit_depth_luma_minus8 y pcm_sample_bit_depth_chroma_minus8 a los parámetros de secuencia, el decodificador PCM 108 decodifica en PCM pcm_sample_luma[i] de pcm_sample_bit_depth_luma_minus8 8 bits y pcm_sample_croma[i] de pcm_sample_bit_depth_chroma_minus8 8 bits. La unidad de incremento de la longitud de bits por píxel 111 desplaza pcm_sample_luma[i] y pcm_sample_chroma[i] codificados en PCM a la izquierda respectivamente, mediante increased_bit_depth_luma bits e increased_bit_depth_chroma bits. Aquí, increased_bit_depth_luma e increased_bit_depth_chroma se calculan de la siguiente manera. increased_bit_depth_luma =

internal_bit_depth_luma minus8 -pcm_sample_bit_depth_luma_minus8

increased_bit_depth_chroma =

internal_bit_depth_chroma_minus8 -pcm_sample_bit_depth_chroma_minus8

Del cálculo mencionado anteriormente se desprende claramente que el dispositivo de codificación de vídeo señaliza implícitamente la información de incremento de la longitud de bits por píxel al dispositivo de decodificación de vídeo en el caso en el que increased_bit_depth_luma es mayor que 0 y, asimismo, internal_bit_depth_luma_minus8 8 es menor que N, e igualmente el dispositivo de codificación de vídeo señaliza implícitamente la información de incremento de la longitud de bits por píxel al dispositivo de decodificación de vídeo en el caso en el que internal_bit_depth_chroma_minus8 8 es menor que N.

Las configuraciones descritas anteriormente pueden implementarse mediante hardware o mediante un programa informático.

El sistema de procesamiento de información mostrado en la Fig. 10 incluye un procesador 1001, una memoria de programa 1002, un medio de almacenamiento 1003 para almacenar datos de vídeo y un medio de almacenamiento 1004 para almacenar un flujo de bits. El medio de almacenamiento 1003 y el medio de almacenamiento 1004 pueden ser medios de almacenamiento independientes o un área de almacenamiento compuesta por el mismo medio de almacenamiento. Como medio de almacenamiento, se puede utilizar un medio de almacenamiento magnético, como un disco duro.

En el sistema de procesamiento de información que se muestra en la Fig. 10, un programa para implementar las funciones de los bloques (excepto el bloque de la memoria intermedia) que se muestran en las Figs. 1, 4 y 6 se almacena en la memoria de programa 1002. El procesador 1001 implementa las funciones del dispositivo de codificación de vídeo o el dispositivo de decodificación de vídeo que se muestran en las Figs.

1,4 o 6, ejecutando el procesamiento según el programa almacenado en la memoria de programa 1002. La Fig. 11 es un diagrama de bloques que muestra la parte principal de un dispositivo de codificación de vídeo. Como se muestra en la Fig. 11, el dispositivo de codificación de vídeo incluye: un medio de incremento de la longitud de bits por píxel 1 (p. ej., la unidad de incremento de la longitud de bits por píxel 101 mostrada en la Fig. 1) para incrementar la longitud de bits por píxel de una imagen de entrada basándose en la información de incremento de la longitud de bits por píxel; un medio de transformada 2 (p. ej., el transformador/cuantificador 102 mostrado en la Fig. 1) para transformar los datos de salida del medio de incremento de la longitud de bits por píxel 1; un medio de codificación entrópica 3 (p. ej., el codificador entrópico 103 mostrado en la Fig. 1) para codificar por entropía los datos de salida del medio de transformada 2; un medio de codificación sin compresión 7 (p. ej., el codificador PCM 107) para codificar sin compresión los datos de entrada; un medio de selección de datos multiplexados 8 (p. ej., el conmutador 121) para seleccionar datos de salida del medio de codificación entrópica 3 o datos de salida del medio de codificación sin compresión 7; y un medio de multiplexación 10 (por ejemplo, el multiplexor 110) para multiplexar la información de incremento de la longitud de bits por píxel en un flujo de bits, donde una longitud de bits por píxel de una imagen correspondiente a los datos de salida del medio de codificación entrópica 3 y una longitud de bits por píxel de una imagen correspondiente a los datos de salida del medio de codificación sin compresión 7 son diferentes entre sí.

Para que las longitudes de bits por píxel sean diferentes entre sí, el dispositivo de codificación de vídeo incluye, por ejemplo, un medio para suministrar la imagen de entrada al medio de codificación sin compresión 7 antes de incrementar la longitud de bits por píxel. En este caso, la imagen de entrada sin incremento de la longitud de bits por píxel se codifica sin compresión (p. ej., codificado en PCM).

La Fig. 12 muestra un diagrama de bloques de una parte principal de otro dispositivo de codificación de vídeo. Como se muestra en la Fig. 12, además de la estructura mostrada en la Fig. 11, el otro dispositivo de codificación de vídeo incluye un medio de disminución de la longitud de bits por píxel 9 (p. ej., la unidad de disminución de la longitud de bits por píxel 112 mostrada en la Fig. 6) para disminuir la longitud de bits por píxel en función de la información de incremento de la longitud de bits por píxel, donde los datos de entrada del medio de codificación sin compresión 7 son los datos de salida del medio de disminución de la longitud de bits por píxel 9.

La Fig. 13 es un diagrama de bloques que muestra la parte principal de otro dispositivo de codificación de vídeo. Como se muestra en la Fig. 13, además de la estructura mostrada en la Fig. 11, el otro dispositivo de codificación de vídeo incluye: un medio de predicción 10 (p. ej., el predictor 106 mostrado en la Fig. 1) para predecir una imagen; un medio de transformada inversa 12 (p. ej., el transformador inverso/cuantificador inverso 104 mostrado en la Fig. 1) para la transformada inversa de los datos de salida del medio de transformada 2; y un medio de decodificación sin compresión 13 (p. ej., el decodificador PCM 108 mostrado en la Fig. 1) para decodificar los datos de salida del medio de codificación sin compresión 7, donde el medio de decodificación sin compresión 13 incrementa la longitud de bits por píxel de una imagen decodificada obtenida mediante decodificación sin compresión, basándose al menos en la información de incremento de la longitud de bits por píxel .

La Fig. 14 es un diagrama de bloques que muestra la parte principal de un dispositivo de decodificación de vídeo según la presente invención. Como se muestra en la Fig. 14, el dispositivo de decodificación de vídeo según la presente invención incluye: un medio de demultiplexación 21 (por ejemplo, el demultiplexor 201 mostrado en la Fig. 4) para demultiplexar un flujo de bits que incluye al menos información de incremento de la longitud de bits por píxel; un medio de decodificación entrópica 24 (por ejemplo, el decodificador entrópico 204 mostrado en la Fig. 4) para decodificar por entropía los datos transformados de una imagen incluida en el flujo de bits; un medio de transformada inversa 26 (por ejemplo, el transformador inverso/cuantificador inverso 206 mostrado en la Fig. 4) para transformar inversamente los datos transformados decodificados por entropía de la imagen; un medio de decodificación sin compresión 23 (por ejemplo, el decodificador PCM 203 mostrado en la Fig. 4) para decodificar sin compresión los datos codificados sin compresión de una imagen incluida en el flujo de bits; y un medio de control de decodificación 22 (por ejemplo, el controlador de decodificación 202 mostrado en la Fig. 4) para controlar el medio de decodificación entrópica 24 y el medio de decodificación sin compresión 23, donde una longitud de bits por píxel de una imagen correspondiente a datos de entrada del medio de decodificación entrópica 24 y una longitud de bits por píxel de una imagen correspondiente a datos de entrada del medio de decodificación sin compresión 23 son diferentes entre sí.

La Fig. 15 es un diagrama de bloques que muestra la parte principal de otro dispositivo de decodificación de vídeo según la presente invención. Como se muestra en la Fig. 15, además de la estructura mostrada en la Fig. 14, el dispositivo de decodificación de vídeo según la presente invención incluye un medio de predicción 27 (por ejemplo, el predictor 207 mostrado en la Fig. 4) para predecir una imagen.

Como se ha descrito anteriormente, se proporcionan medios para diferenciar entre sí la longitud de bits por píxel de una imagen correspondiente a los datos de salida de codificación entrópica y la longitud de bits por píxel de una imagen correspondiente a los datos de salida de codificación sin compresión, en codificación de vídeo basada en incremento de la longitud de bits por píxel y en codificación sin compresión. De este modo, se soluciona el problema de que los datos de salida de la codificación PCM se incremetan en la cantidad de incremento de la longitud de bits por píxel, a la vez que se mejora la precisión de operación de predicción intra y predicción intercuadro mediante la extensión de la longitud de bits por píxel y se garantiza un tiempo de procesamiento fijo para un dispositivo de codificación de vídeo o un dispositivo de decodificación de vídeo. Si bien la presente invención se ha descrito haciendo referencia a los ejemplos y las realizaciones de ejemplo anteriores, la presente invención no se limita a los ejemplos y las realizaciones de ejemplo anteriores. Se pueden realizar diversos cambios, comprensibles para los expertos en la materia, dentro del alcance de las presentes reivindicaciones, en las estructuras y detalles de la presente invención.

Esta solicitud reivindica la prioridad basada en la solicitud de patente japonesa n.° 2010-159059 presentada el 13 de julio de 2010 y la solicitud de patente japonesa n.° 2011-040530 presentada el 25 de febrero de 2011. [Lista de signos de referencia]

1 medio de incremento de la longitud de bits por píxel

2 medio de transformada

3 medio de codificación entrópica

7 medio de codificación sin compresión

8 medio de selección de datos multiplexados

9 medio de disminución de la longitud de bits por píxel

10 medio de multiplexación

11 medio de predicción

12 medio de transformada inversa

13 medio de decodificación sin compresión

21 medio de demultiplexación

22 medio de control de decodificación

23 medio de decodificación sin compresión

24 medio de decodificación entrópica

26 medio de transformada inversa

27 medio de predicción

101 unidad de incremento de la longitud de bits por píxel

102 transformador/cuantificador

103 codificador entrópico

104 transformador inverso/cuantificador inverso

105 memoria intermedia

106 predictor

107 codificador PCM

108 decodificador PCM

109 selector de datos multiplexados

110 multiplexor

111 unidad de incremento de la longitud de bits por píxel

112 unidad de disminución de la longitud de bits por píxel

121 conmutador

122 conmutador

201 demultiplexor

202 controlador de decodificación

203 decodificador PCM

204 decodificador entrópico

205 unidad de incremento de la longitud de bits por píxel

206 transformador inverso/cuantificador inverso

207 predictor

208 memoria intermedia

209 unidad de disminución de la longitud de bits por píxel

221 conmutador

222 conmutador

1001 procesador

1002 memoria de programa

1003 medio de almacenamiento

1004 medio de almacenamiento

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un dispositivo de decodificación de vídeo, que comprende:

un demultiplexor (201) configurado para demultiplexar un flujo de bits que incluye información de incremento de la longitud de bits por píxel;

una unidad de decodificación entrópica (204) configurada para decodificar por entropía datos transformados de una imagen en el flujo de bits;

una unidad de decodificación sin compresión (203) configurada para decodificar sin compresión datos codificados sin compresión de una imagen en el flujo de bits; y

una unidad de control de decodificación (202) configurada para controlar la unidad de decodificación entrópica (204) y la unidad de decodificación sin compresión (203),

donde una longitud de bits por píxel de una imagen correspondiente a los datos de entrada de la unidad de decodificación sin compresión (203) es menor que una longitud de bits por píxel de una imagen correspondiente a los datos de entrada de la unidad de decodificación entrópica (204), y

donde el dispositivo de decodificación de vídeo comprende además una unidad de incremento de la longitud de bits por píxel (205) configurada para incrementar la longitud de bits por píxel de una imagen correspondiente a los datos de entrada de la unidad de decodificación sin compresión (203) de modo que sea igual a la longitud de bits por píxel de una imagen correspondiente a los datos de entrada de la unidad de decodificación entrópica (204), desplazando los datos decodificados sin compresión hacia la izquierda de acuerdo con la información de incremento de la longitud de bits por píxel.

2. Un método de decodificación de vídeo, que comprende:

demultiplexar un flujo de bits que incluye información de incremento de la longitud de bits por píxel; decodificación entrópica de datos transformados de una imagen en el flujo de bits;

decodificación sin compresión de datos codificados sin compresión de una imagen en el flujo de bits; y controlar la decodificación entrópica y la decodificación sin compresión,

donde la longitud de bits por píxel de una imagen correspondiente a los datos de entrada de la decodificación sin compresión es menor que la longitud de bits por píxel de una imagen correspondiente a los datos de entrada de la decodificación entrópica, y

donde la longitud de bits por píxel de una imagen correspondiente a los datos de entrada para la decodificación sin compresión se incrementa de modo que sea igual a la longitud de bits por píxel de una imagen correspondiente a los datos de entrada para la decodificación entrópica, desplazando los datos decodificados sin compresión hacia la izquierda de acuerdo con la información de incremento de la longitud de bits por píxel.

3. Un medio de grabación de información legible por ordenador, que almacena un programa de decodificación de vídeo, cuando es ejecutado por un procesador, realiza:

un proceso de demultiplexación de un flujo de bits que incluye información de incremento de la longitud de bits por píxel;

un proceso de decodificación entrópica de datos transformados de una imagen en el flujo de bits; un proceso de decodificación sin compresión de datos codificados sin compresión de una imagen en el flujo de bits; y

un proceso de control de la decodificación entrópica y la decodificación sin compresión

donde la longitud de bits por píxel de una imagen correspondiente a los datos de entrada para la decodificación sin compresión se incrementa de manera que ser igual a la longitud de bits por píxel de una imagen correspondiente a los datos de entrada para la decodificación entrópica, desplazando los datos decodificados sin compresión hacia la izquierda de acuerdo con la información de incremento de la longitud de bits por píxel.