BRPI0614766A2 - predição de coeficientes de transformada para compressão de imagem - Google Patents

Abstract

PREDIçAO DE COEFICIENTES DE TRANSFORMADA PARA COMPRESSAO DE IMAGEM Um codec de mídia digital baseado em transformada de bloco usa uma predição de coeficiente de transformada que leva em conta uma dírecionalídade dominante dos dados de midia digital (por exemplo, uma imagem com fortes características horizontais e verticais), e adicionalmente opera de forma compatível com uma transformada em dois estágios. Para coeficientes DCAC e DC de uma transformada em estágio interno de um macrobloco, o codec calcula e compara métricas de direcionalidade baseadas em coeficientes DC de transformada em estágio interno de macroblocos vizinhos para determinar direcionalídade dominante. Para coeficientes DCAC de uma outra transformada em estágio externo de blocos dentro do macrobloco, o codec calcula e compara métricas de direcionali- dade baseadas nos coeficientes DCAC de transformada em está- gio interno do macrobloco para detectar direcionalídade dominante. A determinação de domínância direcional pode também levar em conta informação de outros canais (por exemplo, cromínância bem como luminância)

Description

"PREDIÇÃO DE COEFICIENTES DE TRANSFORMADA PARACOMPRESSÃO DE IMAGEM"

Autorização de Direitos Autorais

Uma parte da descrição deste documento de patentecontém material que é assunto de proteção de proteção de di-reitos autorais. 0 detentor dos direitos autorais não fazobjeção à reprodução por fax por qualquer um do documento depatente ou descrição de patente, à medida que aparece no ar-quivo ou gravações de patente do Escritório de Marcas e Pa-tentes, mas de outra forma reserva todos os direitos auto-rais quaisquer que sejam.

Fundamentos da Invenção

Codificação Baseada em Transformada de Bloco

A codificação por transformada é uma técnica decompressão usada em muitos sistemas de compressão de áudio,video e de imagem. A imagem e o video digital descomprimidossão normalmente representados ou capturados como amostras deelementos de figura ou cores em localizações em um quadro deimagem ou de video arranjado em uma grade de bidimensional(2D). Essa é referida como uma representação no domínio es-pacial da imagem ou vídeo. Por exemplo, um formato típicopara imagens consiste de um fluxo de amostras de elemento defigura colorida de 24 bits arranjados como uma grade. Cadaamostra é um número que representa os componentes de cor emuma localização de pixel na grade dentro de um espaço decor, tal como RGB, ou YIQ, entre outros. Vários sistemas deimagens ou de vídeo podem usar várias cores diferentes, re-soluções de espaço e de tempo da amostragem. Similarmente, oáudio digital é tipicamente representado como fluxo de sinalde áudio amostrado no tempo. Por exemplo, um formato de áu-dio típico consiste de um fluxo de amostras de amplitude de16 bits de um sinal de áudio obtido em intervalos de temporegulares.

Tradicionalmente, a compressão de vídeo é executa-da pela compressão do primeiro quadro de imagem, e pela com-pressão de diferenças entre quadros sucessivos. Este proces-so é repetido periodicamente através da seqüência de vídeo.Então, a compressão de vídeo está intimamente relacionada àcompressão de imagens "fixas".

Sinais de vídeo e de imagem e áudio digital des-comprimidos podem consumir capacidade de armazenamento e detransmissão considerável. A codificação por transformada re-duz o tamanho de áudio, imagens e vídeo digital transforman-do-se a representação no domínio espacial do sinal em umarepresentação no domínio da freqüência (ou outros domíniosde transformada similares), e então reduz a resolução decertos componentes de freqüência geralmente menos perceptí-veis da representação no domínio de transformada. Isto ge-ralmente produz muito menos degradação perceptível do sinaldigital comparada à redução da resolução de cor ou espacialde imagens ou de vídeos no domínio espacial, ou do áudio nodomínio de tempo.

Mais especificamente, um codec baseado em trans-formada de bloco típico 100 mostrado na Figura 1 divide ospixels da imagem digital descomprimida em dois blocos bidi-mensionais de tamanho fixo (Xi,...Xn), cada bloco possível-mente sobreposto a outros blocos. Uma transformada linear120-121 que analisa a freqüência espacial é aplicada a cadabloco, que converte as amostras espaçadas dentro do bloco emum conjunto de coeficientes de freqüência (ou transformada)geralmente representando a intensidade do sinal digital nasbandas de freqüência correspondentes pelo intervalo de blo-co. Para compreensão, os coeficientes de transformada podemser seletivamente quantizados 130 (isto é, reduzidos em re-solução, tal como diminuindo os bits menos significativosdos valores de coeficiente, ou de outra forma, mapeando osvalores em um conjunto de números de resolução mais alta pa-ra uma resolução menor), e também codificados em comprimentovariável ou entropia 130 em um fluxo de dados comprimidos.Em decodificação, os coeficientes de transformada inversa-mente se transformarão 170-171 para quase reconstruir o si-nal de imagem/video amostrado de cor/espacial original (blo-cos reconstruídos X1,...Xn) .

A transformada de bloco 120-121 pode ser definidacomo uma operação matemática em um vetor χ de tamanho N.Mais freqüentemente, a operação é uma multiplicação linear,produzindo a saída no domínio da transformada y=Mx, sendo

M a matriz transformada. Quando os dados de entrada são ar-bitrariamente longos, eles são segmentados em vetores de ta-manho N e uma transformada de bloco é aplicada a cada seg-mento. Com o propósito de compressão de dados, transformadasde bloco reversíveis são escolhidas. Em outras palavras, amatriz M é inversa. Em dimensões múltiplas (por exemplo, pa-ra imagem e vídeo), as transformadas de bloco são tipicamen-te implementadas como operações separadas. A multiplicaçãoda matriz é aplicada separadamente ao longo de cada dimensãodos dados (isto é, ambas linhas e colunas).

Para compressão, os coeficientes da transformada(componentes do vetor y) podem ser seletivamente quantizados(isto é, reduzidos em resolução, tal como diminuindo os bitsmenos significantes dos valores de coeficientes, ou de outraforma, mapeando os valores em um conjunto de números de re-solução mais alto para uma resolução menor) , e também codi-ficados em comprimento variável ou entropia em um fluxo dedados comprimidos.

Na decodificação no decodificador 150, a inversadestas operações (decodificação de desquantização/entropia160 e transformada de bloco inversa 170-171) é aplicada nolado do decodif icador 150, como mostrado na Figura 1. En-quanto reconstruindo os dados, a matriz inversa M"1 (trans-formada inversa 170-171) é aplicada como um multiplicadoraos dados no domínio da transformada. Quando aplicada aosdados no domínio da transformada, a transformada inversaquase reconstrói os meios digitais originais no domínio dotempo ou no domínio espacial.

Em muitas aplicações de codificação baseadas emtransformada de bloco, a transformada é desejavelmente re-versível para suportar ambas compressão com perdas e semperdas dependendo do fator de quantização. Sem quantização(geralmente representada como um fator de quantização de 1),por exemplo, um codec que utiliza uma transformada reversí-vel pode reproduzir exatamente os dados de entrada na deco-dificação. Entretanto, a exigência de reversibilidade nestasaplicações restringe a escolha de transformadas mediante asquais o codec pode ser projetado.

Muitos sistemas de compressão de imagem e de vídeo, tal como MPEG e Windows Media, entre outros, utilizamtransformadas baseadas na Transformada Discreta do Cosseno(DCT) . A DCT é conhecida por ter propriedades de compactaçãode energia favoráveis que resultam em compressão de dadosquase ótima. Nestes sistemas de compressão, a DCT inversa(IDCT) é empregada em ciclos de reconstrução em ambos o co-dificador e o decodificador do sistema de compressão parareconstruir blocos de imagem individuais.

Predição de Coeficiente de TransformadaComo já notado, as transformadas de bloco usam co-mumente a transformada discreta do cosseno (DCT) ou varian-tes. Em niveis altos de perda, as transformadas de bloco so-frem de instrumentos visuais devido às descontinuidades debloco importunas. Uma técnica de "transformada superposta",na qual as janelas de transformação se sobrepõem, pode serusada para suavizar as reconstruções mesmo sob perda.

Em ambas as transformadas de bloco e superpostas,grandes características lineares orientadas ao longo das di-reções verticais e horizontais causam altos valores detransformada ao longo das bordas superior ou esquerda deblocos no domínio de transformada. As bordas esquerdas ousuperiores são freqüentemente referenciadas como valoresDCAC. Este nome é devido a estes serem coeficientes que sãoDC em uma direção e AC na outra. A posição superior esquerdaé chamada o valor DC (DC em ambas as direções).

Transformadas de bloco freqüentemente mostram umacombinação entre blocos. Pode ser facilmente apreciado queos coeficientes DC de blocos adjacentes são correlacionadose tendem a estar próximos em um sentido probabilistico. Me-nos evidente é a correlação entre os coeficientes DCAC cor-respondentes de blocos adjacentes. Notavelmente, se uma cer-ta área de uma imagem mostra fortes características horizon-tais (tal como linha ou padrões), os coeficientes da trans-formada que são DC na direção horizontal e AC na direçãovertical mostram correlação numérica interblocos também.

0 processo de exploração da continuidade DC e DCACinterblocos formando uma predição para os termos DC e DCACde blocos vizinhos, e de codificação das diferenças de pre-dição é comumente referenciado como "predição DCAC". Estetermo também cobre os processos no lado do decodificador derecuperar os coeficientes da transformada DC & DCAC origi-nais (ou aproximados). Os termos DCAC que são previstos po-dem ser um subconjunto de todos os termos DCAC, determinadospela direção da predição.

Sumário da Invenção

Uma técnica de codificação e decodificação de mí-dia digital e a realização da técnica em um codec de mídiadigital aqui descritas usam uma predição de coeficiente detransformada que leva em conta uma direcionalidade dominantedos dados de mídia digital (por exemplo, uma imagem com for-tes características horizontais e verticais) , e adicional-mente opera de forma compatível com uma transformada de doisestágios.

Para coeficientes DC e DCAC de uma transformada deestágio interno de um macrobloco, o codec calcula e comparamétricas de direcionalidade baseadas nos coeficientes DC datransformada de estágio interno de macroblocos vizinhos paradeterminar a direcionalidade dominante. A determinação dadominância direcional pode também levar em conta a informa-ção de outros canais (por exemplo, cor e crominância). Naausência da dominância direcional, o coeficiente DC do ma-crobloco é previsto a partir de uma média de coeficientes DCde macroblocos vizinhos precedentes. A predição direcionalpode ser ignorada para os coeficientes DCAC do macrobloco seo macrobloco vizinho tem um quantizador diferente. Alterna-tivamente, a predição direcional dos coeficientes DCAC podeser restrita a macrobloco(s) que tem o mesmo quantizador.

Para coeficientes DCAC de uma transformada de es-tágio externo no macrobloco, o codec calcula e compara mé-tricas de direcionalidade baseadas na transformada, de está-gio interno dos coeficientes DCAC dos macroblocos para de-tectar a direcionalidade dominante. A determinação da domi-nância direcional pode também levar em conta a informação deoutros canais (por exemplo, cor e crominância) . Esta formade determinação de predição direcional para coeficientesDCAC de estágio externo pode ser feita unicamente baseada eminformação no macrobloco. Se a dominância direcional é en-contrada, os coeficientes DCAC de estágio externo dos blocosno macrobloco são previstos de forma unidirecional a partirda direção dominante.Este sumário é fornecido para introduzir uma sele-ção de conceitos em uma forma simplificada que são adicio-nalmente descritos abaixo na Descrição Detalhada. Este sumá-rio não pretende identificar as características chave ou ca-racterísticas essenciais do assunto reivindicado, nem pre-tende ser usado como um auxílio na determinação do escopo doassunto reivindicado.

Breve Descrição dos Desenhos

A Figura 1 é um diagrama de bloco de um codec ba-seado em transformada de bloco convencional na técnica ante-rior.

A Figura 2 é um fluxograma de um codificador re-presentativo que incorpora a codificação de coeficiente detransformada preditiva.

A Figura 3 é um fluxograma de um decodificador re-presentativo que incorpora a codificação de coeficiente detransformada preditiva.

A Figura 4 é um diagrama de uma estrutura de blocode transformada 4x4 que ilustra os coeficientes DC e DCAC.

A Figura 5 é um diagrama de uma estrutura de blocopassa-baixa de saturação 422 de coeficientes produzidos emuma transformada de estágio interno do codificador da Figura3 para um formato de cor YUV 4:2:2.

A Figura 6 é um diagrama de uma estrutura de blocopassa-baixa de saturação 420 de coeficientes produzidos emuma transformada de estágio interno do codificador da Figura3 para uma imagem de formato YUV 4:2:0.

A Figura 7 é um diagrama que ilustra um exemplo depredição DCAC.

A Figura 8 é um diagrama que identifica a direçãode predição na predição DCAC exemplificada da Figura 7.

A Figura 9 é um diagrama que ilustra os macroblo-cos usados na determinação do modo de predição DC de um ma-crobloco.

A Figura 10 é uma listagem de pseudocódigos de umadeterminação de modo de predição DC na codificação de coefi-ciente de transformada preditiva no codificador da Figura 3e no decodificador da Figura 4.

A Figura 11 é uma listagem de pseudocódigos de umadeterminação do modo de predição passa-baixa DCAC na codifi-cação de coeficiente da transformada preditiva no codifica-dor da Figura 3 e no decodificador da Figura 4.

A Figura 12 é uma listagem de pseudocódigos de umadeterminação de modo de predição passa-alta DCAC na codifi-cação de coeficiente da transformada preditiva no codifica-dor da Figura 3 e no decodificador da Figura 4.

A Figura 13 é um diagrama que ilustra a prediçãoDCAC passa-alta esquerda de um macrobloco.

A Figura 14 é um diagrama que ilustra a prediçãoDCAC passa-alta do topo de um macrobloco.

A Figura 15 é um diagrama de bloco de um ambientede computação adequado para implementar a codificação adap-tativa de coeficientes ampla faixa da Figura 4.

Descrição Detalhada da Invenção

A seguinte descrição refere-se a técnicas de codi-ficação e decodificação que fornecem uma eficiente codifica-ção/decodificação de coeficientes de transformada de um co-dec baseado em transformada baseada na predição de coefici-ente (referenciados aqui como "Codificação de Coeficiente deTransformada Preditiva"). A seguinte descrição descreve umaimplementação exemplificada da técnica no contexto de um co-dec ou sistema de compressão de midia digital. 0 sistema demidia digital codifica dados de midia digital em uma formacomprimida para transmissão ou armazenamento, e decodificaos dados para reprodução ou outro processamento. Para propó-sito de ilustração, este sistema de compressão exemplificadoincorpora essa codificação de coeficiente de transformadapreditiva em um sistema de compressão de imagem ou de video.

Alternativamente, a técnica também pode ser incorporada emsistemas ou codecs de compressão para outros dados 2D. Atécnica de codificação de coeficiente de transformada predi-tiva não exige que o sistema de compressão de midia digitalcodifique os dados de midia digital comprimidos em um forma-to de codificação particular.

1. Codificador/Decodificador

As Figuras 2 e 3 são um diagrama generalizado dosprocessos empregados em um codificador 200 e um decodifica-dor 300 de dados bidimensionais (2D) representativos. Os di-agramas apresentam uma ilustração generalizada ou simplifi-cada de um sistema de compressão que incorpora o codificadore o decodificador de dados 2D que implementam a codificaçãode padrão de bloco. Em sistemas de compressão alternativosusando a codificação de padrão de bloco, menos processos ouprocessos adicionais do que aqueles ilustrados neste codifi-cador e decodificador representativos podem ser usados paraa compressão de dados 2D. Por exemplo, alguns codificado-res/decodificadores podem também incluir conversão de cor,formatos de cor, codificação escalável, codificação sem per-da, modos de macrobloco, etc. 0 sistema de compressão (codi-ficador e decodificador) pode fornecer compressão sem perdae/ou com perda dos dados 2D, dependendo da quantização quepode ser baseada em um parâmetro de quantização variável desem perda para com perda.

O codificador de dados 2D 200 produz um fluxo debits comprimido 220 que é uma representação mais compacta(para entrada tipica) de dados 2D 210 apresentados como en-trada ao codificador. Por exemplo, a entrada de dados 2D po-de ser uma imagem, um quadro de uma seqüência de video, ououtros dados que possuem duas dimensões. O codificador dedados 2D divide 230 os dados de entrada em macroblocos, quesão pixels de tamanho 16x16 nesse codificador representati-vo. O codificador de dados 2D adicionalmente divide cada ma-crobloco em blocos de 4x4. Um operador de "sobreposição di-reta" 240 é aplicado a cada borda entre blocos, depois daqual cada bloco de 4x4 é transformado usando uma transforma-da de bloco 250. Essa transformada de bloco 250 pode ser atransformada 2D de escala livre reversível descrita por Sri-nivasan, Pedido de Patente Norte-Americana N0 11/015.707,intitulado "Transformada Reversível para Compressão de Dados2D Com Perdas e Sem Perdas", depositada em 17 de dezembro de2004. O operador de sobreposição 240 pode ser o operador desobreposição reversível descrito por Tu e outros, Pedido dePatente Norte-Americana N0 11/015,148, intitulado, "Operadorde Sobreposição Reversível para Compressão Eficiente de Da-dos Sem Perda", depositado em 17 de dezembro de 2004; e porTu e outros, Pedido de Patente Norte-Americana N011/035.991, intitulado, "Pré/Pós Filtragem Bidimensional Re-versível para Transformada Bi-ortogonal Superposta, deposi-tado em 14 de janeiro de 2005. Alternativamente, a transfor-mada discreta do cosseno ou outras transformadas de bloco eoperadores de sobreposição podem ser usados. Subseqüente àtransformada, o coeficiente DC 260 de cada bloco de trans-formada 4x4 é submetido a uma cadeia de processamento simi-lar (divisão, sobreposição direta, seguidas pela transforma-da de bloco 4x4). Os coeficientes de transformada DC resul-tantes e os coeficientes de transformada AC são quantizados270, codificados por entropia 280 e empacotados 290.

0 decodificador executa o processo reverso. No la-do do decodificador, os bits dos coeficientes da transforma-da são extraídos 310 de seus respectivos pacotes, a partirdos quais os coeficientes são decodificados 320 e desquanti-zados 330. Os coeficientes DC 340 são regenerados aplicando-se uma transformada inversa, e o plano de coeficientes DC é"superposto inversamente" usando um operador de suavizaçãoadequado aplicado através das bordas de bloco DC. Subseqüen-temente, os dados inteiros são regenerados aplicando-se atransformada inversa 4x4 350 aos coeficientes DC, e aos coe-ficientes AC 342 decodificados a partir do fluxo de dados.

Finalmente, as bordas de bloco nos planos de imagem resul-tantes são filtradas pela superposição inversa 360. Istoproduz uma saída de dados 2D reconstruída.

Em uma implementação exemplificada, um codificador200 (Figura 2) comprime uma imagem de entrada no fluxo debits comprimido 220 (por exemplo, um arquivo), e o decodifi-cador 300 (Figura 3) reconstrói a entrada original ou umaaproximação dessa, baseado em se a codificação com perda ousem perda é empregada. O processo de codificação envolve aaplicação de uma transformada superposta diretamente (LT)discutida abaixo, que é implementada com pré/pós-filtragembidimensional reversível também descrita com mais detalhesabaixo. O processo de decodificação envolve a aplicação datransformada superposta inversa (ILT) usando a pré/pós-filtragem bidimensional reversível.

A LT e a ILT ilustradas são inversas uma da outra,em um sentido exato, a então podem ser referenciadas coleti-vamente como uma transformada superposta reversível. Comouma transformada reversível, o par LT/ILT pode ser usado pa-ra compressão de imagem sem perda.

A entrada de dados 210 comprimida pelo codificador200/decodificador 300 ilustrado pode ser imagens de váriosformatos de cor (por exemplo, formatos de imagem coloridaRGB/YUV4:4:4, YUV4:2:2 ou YUV4:2:0). Tipicamente, a imagemde entrada sempre tem um componente de luminância (Y) . Se éuma imagem RGB/YUV4:4:4, YUV4:2:2 ou YUV4:2:0, a imagem tam-bém tem componentes de crominância, tal como um componente Ue um componente V. Os planos ou componentes de cor separadosda imagem podem ter diferentes resoluções espaciais. No casode uma imagem de entrada no formato de cor YUV4:2:0, por e-xemplo, os componentes U e V tem a metade da largura e daaltura do componente Y.

Como discutido acima, o codificador 220 divide aimagem ou figura de entrada em macroblocos. Em uma implemen-tação exemplar, o codificador 200 divide a imagem de entradaem macroblocos de 16x16 no canal Y (que podem ser áreas de16x16, 16x8 ou 8x8 nos canais U e V dependendo do formato decor). Cada plano de cor do macrobloco é dividido em regiõesou blocos de 4x4. Então, um macrobloco é composto para osvários formatos de cor da seguinte maneira para essa imple-mentação de codificador exemplificada:

1. Para uma imagem em escala de cinza, cada ma-crobloco contêm 16 blocos de luminância (Y) 4x4.

2. Para uma imagem colorida de formato YUV4:2:0,cada macrobloco contêm 16 blocos (Y) 4x4, e 4 4 blocos decrominância 4x4 (U e V).

3. Para uma imagem colorida de formato YUV4:2:2,cada macrobloco contêm 16 blocos (Y) 4x4, e 8 blocos decrominância 4x4 (U e V).

4. Para uma imagem colorida de formato RGB ouYUV4:4:4, cada macrobloco contêm 16 blocos cada um dos ca-nais Y, U e V.

As Figuras 4, 5 e 6 ilustram exemplos de váriosblocos de transformada no codificador/decodificador repre-sentativo. A Figura 4 ilustra um bloco de transformada 4x4para blocos no canal de luminância dos vários formatos, bemcomo os canais de crominância de uma imagem de formato decor YUV4:4:4. A Figura 5 mostra um formato de bloco passa-baixa de saturação 422, que contém os coeficientes do blocode transformada a partir da transformada de estágio internodo canal de saturação de uma imagem de formato de cor YUV422. A Figura 6 mostra um bloco passa-baixa de saturação 420contendo os coeficientes da transformada de estágio internodo canal de saturação de uma imagem de formato de cor YUV4:2:0.

Com relação à Figura 4, a seguinte descrição usauma conversão de transformada de bloco ou notação que estáem linha com notação de matriz, com funções de base ordena-da. No bloco de coeficiente de transformada 400 mostrado naFigura 4, por exemplo, o coeficiente representando a fre-qüência DC é a primeira linha/coluna do bloco de coeficientede transformada (coeficiente indicado por Λ0'), e aquele dafreqüência AC mais alta é a última linha/coluna (coeficienteindicado por Λ15'). Adicionalmente, os coeficientes DCAC nalinha superior do bloco (coeficientes indicados por xI' , Λ2'e Λ3' na Figura 4) correspondem a padrões de linha vertical,e valores DCAC na coluna da esquerda (coeficientes indicadospor M', e Λ12' na Figura 4) correspondem a padrões delinha horizontal. Em uma implementação prática real, o blocoda transformada pode ser transposto, caso no qual reindexa-ção apropriada de coeficiente deve ser levada em conta.

2. Visão Geral da Codificação de Coeficiente daTransformada Preditiva

Como discutido brevemente na seção Fundamentos daInvenção anterior, a predição DCAC é um processo de explora-ção da continuidade interblocos DC e DCAC formando uma pre-dição para os termos DC e DCAC a partir de blocos vizinhos,e de codificação das diferenças de predição (bem como o pro-cesso inverso no decodificador).

Com relação às Figuras 7 e 8, um exemplo de umapredição DCAC é mostrado. Neste exemplo, o coeficiente DC( Λ0' ) e o conjunto de coeficientes DCAC correspondentes aquaisquer padrões verticais (Λ1', Λ2' e λ3') ou padrões ho-rizontais (M', '8' e λ12') de cada bloco de transformadasão preditos a partir daqueles de um bloco vizinho preceden-te. Em outras palavras, os coeficientes correspondentes dobloco vizinho são definidos como um "preditor" para aquelesdo bloco corrente. A direção de predição para cada bloconeste exemplo é identificada no diagrama na Figura 8 (com anotação ΛΝ' não indicando predição, aL' indicando prediçãoesquerda e ΛΊ" indicando predição de topo) , bem como sendoilustrado pelas setas no diagrama da Figura 7. Quando a di-reção de predição é a partir do topo, os coeficientes Λ1',Λ2' e λ3' são previstos a partir dos coeficientes correspon-dentes no bloco até o topo. Quando a direção de predição é apartir da esquerda, os coeficientes M', '8' e λ12' são pre-vistos a partir dos coeficientes correspondentes no blocoaté a esquerda. Especificamente, nenhuma predição é usadapara o bloco esquerdo de topo. O segundo e o terceiro blocoda linha de topo são previstos a partir do bloco à sua es-querda. Os blocos na segunda linha são previstos a partir decima, da esquerda e acima, respectivamente. Com a prediçãoDCAC, o codificador codifica um coeficiente como a diferençade seu preditor. Se a predição é razoavelmente acurada, asdiferenças do preditor serão iguais a zero com uma alta pro-babilidade, que podem ser eficientemente codificados comtécnicas de codificação de entropia de comprimento variável(por exemplo, executar codificação de comprimento) na codi-ficação de entropia 280 (Figura 2). Por exemplo, a técnicade codificação de entropia de comprimento variável descritapor Srinivasan, o Pedido de Patente Norte-Americana N0 TBD,intitulado "Eficiente Codificação e Decodificação de Blocosda Transformada", depositado em 12 de agosto de 2005.

O codificador representativo acima 200 (Figura 2)e o decodificador 300 (Figura 3) apresentam certos desafiosao uso da predição DCAC. Primeiro, o codificador e o decodi-ficador representativos usam uma transformada de 2 estágios.Estes podem ser referenciados como estágios "externo" ou"interno", que correspondem às bandas passa-alta e passa-baixa, respectivamente. Em particular, os coeficientes DC260 (Figura 20 dos blocos são submetidos a uma transformadade segundo estágio (o estágio "interno")). Como um resulta-do, os coeficientes DC não estão disponíveis ao decodifica-dor para decodificar os outros coeficientes sem primeiramen-te executar a transformada inversa desse estágio.

Segundo, o codificador e o decodificador represen-tativos usam uma transformada superposta. Através de seuprojeto e construção, a transformada superposta já extraiimplicitamente a continuidade através de blocos adjacentes.Por essa razão, a aplicação adicional da predição DCAC pode-ria terminar degradando o desempenho da codificação (comocomparado à condição sem predição DCAC).Terceiro, com o propósito de minimizar o tamanhoda memória e complexidade, é desejável manter a prediçãoDCAC intermacroblocos em um mínimo.

Finalmente, o codificador e o decodificador repre-sentativos podem aplicar diferentes quantizadores em dife-rentes macroblocos, que adicionalmente complicam a prediçãoDCAC.

As técnicas de codificação de coeficientes datransformada preditiva descritas aqui fornecem vários apri-moramentos à predição DCAC convencional. Em particular, umaimplementação exemplar das técnicas de codificação dos coe-ficientes da transformada preditiva descritas abaixo abordaos eventos listados acima que usam um único conjunto de re-gras de predição. Em resumo, essas regras incluem:

1. Os coeficientes DC (da transformada interna)são previstos baseados nos coeficientes DC dos blocos vizi-nhos causais que se baseiam no mínimo em parte em informaçãode cor quando disponível.

2. Os coeficientes DCAC da transformada internausam uma direção de predição derivada daquela dos coeficien-tes DC, e também contam com a informação fora do macrobloco.

3. A predição dos coeficientes DCAC da transforma-da interna é ignorada (isto é, 0 é usado como o preditor)quando os macroblocos corrente e de predição têm diferentesquantizadores.

4. A predição dos coeficientes DCAC da transforma-da externa é executada puramente no macrobloco.

5. A direção de predição dos coeficientes DCAC datransformada externa é derivada de coeficientes DCAC datransformada interna do mesmo bloco.

Na descrição abaixo, a codificação de coeficienteda transformada preditiva é descrita como sendo executadanos coeficientes da transformada quantizada (por exemplo, oscoeficientes de transformada depois da quantização 270 nocodificador 200 da Figura 2, e antes da desquantização 330no decodificador 300 da Figura 3) . Entretanto, deveria serentendido que implementações alternativas da técnica de co-dificação dos coeficientes da transformada preditiva poderi-am ser executadas nos coeficientes da transformada não quan-tizados (ou valores desquantizados no lado do decodificador).

A codificação dos coeficientes da transformadapreditiva no codificador/decodificador representativo incluitrês niveis de predição que são detalhados nas seguintes se-ções. Essas incluem:

1. Predição DC, que é a predição dos coeficientesDC da transformada interna,

2. Predição DCAC passa-baixa, que é a predição doscoeficientes DCAC da transformada interna, e

3. Predição DCAC passa-alta, que é a predição doscoeficientes DCAC da transformada externa.

2.1 Predição DC

Como descrito acima, o codificador representativo200 (Figura 2) divide uma imagem em macroblocos de pixels de16x16, e adicionalmente divide os macroblocos em blocos detransformada de pixels de 4x4 cada. A transformada de está-gio externo é aplicada aos blocos de transformada, que pro-duzem blocos contendo coeficientes da transformada 4x4 comomostrado na Figura 4 (para o canal de luminância, bem comoos canais de crominância de uma imagem de formato de cor YUV4:4:4). Os coeficientes DC nestes 16 blocos de coeficientesda transformada do macrobloco são separados (formando umbloco de 4x4), e um estágio interno da transformada é apli-cado a esse bloco. 0 bloco de transformada de estágio inter-no resultante novamente tem coeficientes 4x4. 0 coeficienteDC (indicado por xO') deste bloco de transformada de estágiointerno é referenciado aqui como o coeficiente DC do macrob-loco. Os coeficientes DCAC (λ1', λ2', λ3', M', yQ' e λ12')do bloco de transformada de estágio interno são referencia-dos aqui como coeficientes DCAC passa-baixa do macrobloco.Essa estrutura de macrobloco pode ser variada em codificado-res e decodificadores alternativos empregando a codificaçãode coeficientes da transformada preditiva.

Quando se codifica o coeficiente de um macrobloco,a codificação de coeficientes da transformada preditiva es-colhe a partir de quatro modos para a predição do coeficien-te DC do macrobloco. Esses modos são:

1. Predição a partir da esquerda (isto é, o predi-tor para o coeficiente DC do macrobloco é o coeficiente DCdo macrobloco para sua esquerda, ou predictor =DC[left_MB]).

2. Predição a partir do topo (isto é, o preditor éo coeficiente DC do macrobloco acima dele, predictor =DC[top_MB]).

3. Predição a partir da esquerda e do topo (istoé, o preditor é uma média dos coeficientes DC dos macroblo-cos a sua esquerda e acima dele, predictor = ( (DC[left_MB] +DC[top_MB])/2).

4. Predição nula (isto é, sem predição, preditor = 0).

0 codificador determina qual modo de predição usarpara um macrobloco de acordo com o procedimento ilustradopela listagem de pseudocódigo 1000 na Figura 10. Na listagem1000, o valor [mx,my] é um índice do macrobloco corrente emuma imagem (ou uma divisão de imagem, quando a divisão é u-sada) em termos de um número de deslocamento de macroblocosna direção horizontal (x) e na direção vertical (y) inician-do a partir do macrobloco da esquerda e de topo em [0,0].

No procedimento ilustrado, o codificador determinaqual modo de predição DC é usado na posição do macrobloco naimagem, bem como uma consideração dos coeficientes DC dosmacroblocos da esquerda, do topo e do topo esquerdo do ma-crobloco. Mais particularmente, o codificador escolhe o modosem predição para o do macrobloco de topo à esquerda da ima-gem (isto é, o macrobloco corrente [mx,my] = [0,0]). 0 codi-ficador escolhe a predição de topo para macroblocos ao longode uma borda esquerda na imagem (isto é, onde o índice (mx)é igual a zero). O codificador escolhe a predição à esquerdapara macroblocos em uma linha de topo de macroblocos na ima-gem (isto é, onde o índice (my) é 0).

Para todos os outros macroblocos (por exemplo, a-queles no interior da imagem), o codificador determina qualmodo de predição usar baseado em uma métrica de direcionali-dade dominante. Por exemplo, uma área de uma imagem com lis-tras horizontais tem uma direcionalidade dominante horizon-tal. Em outras palavras, a vizinhança horizontal do macrob-loco corrente é um preditor melhor de seu coeficiente DC doque sua vizinhança vertical. Como ilustrado na Figura 9, es-ta métrica é calculada baseada na diferenças direcionais emcoeficientes DC dos vizinhos da esquerda (L) e do topo (T)do macrobloco corrente (X) a partir do vizinho diagonal (D)do macrobloco corrente. Se a imagem tem canais de cor oucrominância (por exemplo, para imagens de formato de corYUV, mas não para imagens em escala de cinza), a métrica po-de adicionalmente considerar os coeficientes DC dos macrob-locos correspondentes dos canais de crominância. De fato, oprocedimento determina que existe uma direcionalidade domi-nante vertical se o coeficiente DC do vizinho diagonal estásubstancialmente mais próximo àquele do vizinho à esquerda.Por outro lado, quando o coeficiente DC do vizinho diagonalestá substancialmente mais próximo àquele do vizinho de to-po, então a métrica mostrará uma direcionalidade dominantehorizontal. A métrica determina a "dominância" baseada em umfator de peso (peso_orientado). No procedimento ilustrado,este fator de peso é igual a quatro. Em outras palavras, umadireção é considerada dominante quando sua diferença dire-cional é maior do que quatro vezes aquela da outra direção.Entretanto, o fator de peso é um parâmetro que pode ser con-figurado para um valor diferente em implementações alterna-tivas.

Em circunstâncias onde não existem nem dominânciahorizontal nem vertical, então o codificador escolhe o modode predição do topo e de esquerda combinado (#3 na listagemacima), onde o preditor é uma média dos coeficientes DC dosmacroblocos de topo e da esquerda.

2.2 Predição DCAC de Passa-Baixa

Com relação novamente às Figuras 2 e 4, o codifi-cador representativo 200 inclui uma transformada de segundoestágio ou de estágio interno, que é aplicada aos coeficien-tes DC 260 (Figura 2) a partir da transformada de estágioexterno. Os coeficientes DCAC (nas localizações Λ1' , λ2',λ3', Λ4', λ8' e Λ12') do bloco de coeficiente resultante 400(Figura 4) são aqui referidos como os coeficientes DCAC depassa-baixa.

O codificador e decodificador representativos usamtrês modos de predição para a predição dos coeficientes DCACde passa-baixa a partir da transformada de estágio internode um macrobloco. Esses modos incluem:

1. Predição a partir da esquerda (isto é, o predi-tor para os coeficientes DCAC passa-baixa do macrobloco é ocoeficiente DCAC correspondente do macrobloco à sua esquer-da, ou predictor = DCAC[Ieft_MB])- caso no qual os coefici-entes marcados M', xS' e Λ12' sozinhos são previstos;

2. Predição a partir do topo (isto é, o preditor éo coeficiente DCAC passa-baixa correspondente do macroblocoacima dele, ou predictor = DCAC [top_MB] ) - caso no qual oscoeficientes marcados Λ1' , Λ2' e Λ3' somente são previstos; e

3. Predição Nula (sem predição, ou predição = 0).

O codificador determina qual modo de predição usarpara um macrobloco de acordo com o procedimento ilustradopela listagem de pseudocódigos 1100 na Figura 11. No proce-dimento ilustrado, o codificador determina qual modo de pre-dição DCAC passa-baixa é usado baseado no modo de prediçãoDC do macrobloco, junto com os índices de quantizador do ma-crobloco corrente e do macrobloco que é o preditor DC. Estaregra assegura que a predição dos coeficientes DCAC datransformada interna não aconteça através dos macroblocoscom diferentes quantizadores. Adicionalmente, o DCAC é pre-visto somente se uma direção é dominante, que é derivado pe-lo procedimento de modo de predição DC detalhado acima (istoé, o modo de predição DC é "predição a partir da esquerda"ou "predição a partir do topo" quando a dominância horizon-tal e vertical é encontrada).

Com relação à Figura 5, o procedimento de prediçãoDCAC para imagens de formato de cor YUV 4:2:2 tem um casoespecial para o coeficiente DCAC passa-baixa na posição in-dicada por λ5' no bloco. No caso especial, o coeficiente in-dicado por Λ5' é previsto a partir do coeficiente λ1' quandoo modo de predição DC é "predição a partir do topo" indepen-dentemente do modo de predição DCAC.

2.2 Predição DCAC Passa-Alta

Com relação novamente à Figura 2, a predição paracoeficientes DCAC passa-alta é complicada no codifica-dor/decodificador representativo devido à transformada dedois estágios. Os coeficientes DCAC passa-alta são aquelesdos coeficientes da transformada passa-alta 262 produzidos apartir da transformada de estágio externo 250. Ademais, comopreviamente notado, a predição é executada depois da quanti-zação 270 no codificador representativo, tal que a prediçãono decodificador representativo também acontece na decodifi-cação 320 (Figura 3) anter-ior à desquantização 330 (Figura3). Neste ponto no processo de decodificação, a transformadainversa de estágio interno não foi ainda executada para re-construir os coeficientes DC dos blocos da transformada deestágio externo. Igualmente, na decodificação de entropia280, o codificador representativo já aplicou a transformadade estágio interno a esses coeficientes DC 260 dos blocos datransformada de estágio externo, tal que os coeficientes DCde estágio externo 260 não estão mais disponíveis sem tambémexecutar a transformada inversa de estágio interno. É entãoindesejável basear-se na predição DCAC de passa-alta em coe-ficientes DC 260 da transformada externa. De outra forma, osdecodificadores seriam restritos a ter a mesma acurácia nu-mérica. Os codificadores estariam restritos a executar umciclo de decodificador (isto é, a transformada inversa deestágio interno), que não é praticável para um codec operan-do com base em "laço aberto". Por essas razões, o codifica-dor/decodificador representativo baseia a codificação depredição DCAC passa-alta somente nos valores quantizados de-codificados antes da transformada inversa.

A transformada de dois estágios do codifica-dor/decodificador representativo é vantajosa já que algumainformação sobre a natureza do macrobloco corrente já podeser conhecida a partir dos coeficientes de transformada pas-sa-baixa, mesmo antes dos coeficientes da transformada pas-sa-alta serem decodificados. Esta informação é usada paradeterminar a direcionalidade da predição. O codifica-dor/decodificador representativo usa ainda uma simples mé-trica efetiva para determinar a direcionalidade dominante domacrobloco baseado somente nos coeficientes da transformadainterna.

O codificador e o decodificador representativosusam três modos de predição para a predição dos coeficientesDCAC passa-alta a partir da transformada de estágio externode um macrobloco. Esses modos incluem:

1. Predição a partir da esquerda (isto é, o predi-tor para o coeficiente DCAC passa-alta do bloco é o coefici-ente DCAC passa-alta correspondentemente localizado do blocoà sua esquerda, ou predictor = DCAC[Ieft_MB] , como ilustradopara os coeficientes DCAC previstos à esquerda do macrobloco1300 na Figura 13);

2. Predição a partir do topo (isto é, o preditor éa localização correspondente, o coeficiente DCAC passa-altado bloco acima dele, ou predictor = DCAC[top_MB], como ilus-trado para os coeficientes DCAC previstos de topo do macrob-loco 1400 na Figura 14); e

3. Predição Nula (sem predição, ou preditor = 0).

No codificador/decodificador representativo, omesmo modo é aplicado a todos os blocos de um macrobloco pa-ra o qual a predição no macrobloco é possível (mas, as im-plementações alternativas não necessitam aplicar o mesmo mo-do a todos os blocos em um macrobloco). Em outras palavras,nenhuma predição é feita para os coeficientes DCAC passa-alta de blocos que não têm referência válida no macrobloco,mesmo através dos modos de "predição a partir da esquerda"ou de "predição a partir do topo" são selecionados para omacrobloco.

0 codificador determina qual modo de predição usarpara um macrobloco de acordo com o procedimento ilustradopela listagem de pseudocódigos 1200 na Figura 12. Neste pro-cedimento, um fator de peso é novamente usado para testar adominância direcional (similar ao procedimento de prediçãoDC 1000 da Figura 10). O codificador e o decodificador re-presentativos usam o valor do fator de peso para ambos osprocedimentos, porém o mesmo parâmetro de valor não necessi-ta ser usado em ambos os procedimentos em implementações al-ternativas. As diferenças direcionais no procedimento depredição DCAC passa-alta 1200 são calculadas baseadas noscoeficientes DCAC passa-baixa a partir da transformada deestágio interno do macrobloco, bem como os coeficientes DCACpassa-baixa dos canais de crominância (quando apresentados).

Na listagem de pseudocódigos 1200, os valores "passa-baixa[i]" são os coeficientes DCAC passa-baixa na posição deíndice (i) correspondente indicada na ordem da esquerda paraa direita, do topo para a base como na estrutura de blocomostrado na Figura 4. Os valores "passa-baixa_U[i]" e "pas-sa-baixa_V[i]" são os coeficientes DCAC passa-baixa dos blo-cos de transformada de estágio interno dos canais de cromi-nância U e V de uma imagem de formato de cor YUV. Esses ca-nais de crominância possuem índices de coeficientes como nasestruturas de bloco 400, 500 e 600 mostradas na Figuras 4, 5e 6 para YUV 4:4:4, YUV 4:2:2 e YUV 4:2:0, respectivamente.

No procedimento de predição DCAC passa-baixa ilus-trado, a única informação que necessita ser mantida disponí-vel a partir de um macrobloco a ser usado na predição de ma-croblocos vizinhos é um coeficiente DC e 6 coeficientes DCACpor canal de macrobloco (menos para os canais de crominânciade imagens de formato de cor YUV 4:2:0 e YUV 4:2:2). Isto éno máximo 21 coeficientes (no caso YUV 4:4:4) que necessitamser armazenados por macrobloco. Ademais, os coeficientes u-sados para a predição a partir da esquerda podem ser descar-tados depois que o próximo macrobloco é codifica-do/decodificado. Para YUV 4:4:4, é então necessário somentearmazenar 12 coeficientes por macrobloco para usar na próxi-ma linha de macroblocos.

Quando a divisão é usada pelo codifica-dor/decodificador, cada divisão é definida como sendo umaimagem separada com o propósito de codificação dos coefici-entes da transformada preditiva. Isto assegura decodificaçãoindependente de divisões de imagem.

3. Ambiente Computacional

O codificador 200 (Figura 2) e o decodificador 300(Figura 3) acima descritos e técnicas para codificação decoeficientes da transformada preditiva podem ser executadosem qualquer uma das variedades de dispositivos nos quais oprocessamento de sinal de mídia digital é executado, inclu-indo entre outros exemplos, computadores; gravação de imageme de vídeo, equipamento de transmissão e recepção; reprodu-tores de vídeo portáteis; conferência de vídeo; e etc. Astécnicas de codificação de mídia digital podem ser implemen-tadas em circuito de hardware, bem como em software de pro-cessamento de mídia digital executando em um computador ououtro ambiente computacional, tal como mostrado na Figura 15.

A Figura 15 ilustra um exemplo generalizado de umambiente computacional adequado (1300) no qual modalidadesdescritas podem ser implementadas. O ambiente computacional(1300) não pretende sugerir qualquer limitação ao escopo douso ou funcionalidade da invenção, à medida que a presenteinvenção pode ser implementada em ambientes computacionaisde propósito geral ou de propósito especial.

Com relação à Figura 15, o ambiente computacional(1300) inclui no mínimo uma unidade de processamento (1510)e memória (1520). Na Figura 15, esta configuração mais bási-ca (1530) é incluída dentro de uma linha tracejada. A unida-de de processamento (1510) executa instruções executáveispor computador e pode ser um processador real ou virtual. Emum sistema de multiprocessamento, múltiplas unidades de pro-cessamento executam instruções executáveis por computadorpara aumentar a energia de processamento. A memória (1520)pode ser uma memória volátil (por exemplo, registradores,cache, RAM), memória não volátil (por exemplo, ROM, EEPROM,memória rápida, etc), ou alguma combinação das duas. A memó-ria (1520) armazena o software (1580) implementando as téc-nicas de codificação de coeficientes de transformada predi-tiva.

O ambiente computacional pode ter característicasadicionais. Por exemplo, o ambiente computacional (1500) in-clui armazenamento (1540), um ou mais dispositivos de entra-da (1550), um ou mais dispositivos de saida (1560), e uma oumais conexões de comunicação (1570). Um mecanismo de inter-conexão (não mostrado) tal como um barramento, controlador,ou rede, interconecta os componentes do ambiente computacio-nal (1500). Tipicamente, o software de sistema operacional(não mostrado) fornece um ambiente operacional para outrosoftware executando no ambiente computacional (1500), e ati-vidades coordenadas dos componentes do ambiente computacio-nal (1500).

O armazenamento (1540) pode ser removível ou nãoremovível, e inclui discos magnéticos, fitas magnéticas oucassetes, CD-ROMs, CD-RWs, DVDs, ou qualquer outro meio quepodes ser usado para armazenar informação e que pode ser a-cessado no ambiente computacional (1500). 0 armazenamento(1540) armazena instruções para o software (1580) implemen-tando o codificador/decodificador descrito e as técnicas decodificação de coeficiente de transformada preditiva.

0(s) dispositivo(s) de entrada (1550) pode ser umdispositivo de entrada sensível ao toque tal como um tecla-do, mouse, caneta, ou mouse estacionário, um dispositivo deentrada de voz, um dispositivo de digitalização, ou um outrodispositivo que fornece entrada ao ambiente computacional(1500). Para áudio, o(s) dispositivo(s) de entrada (1550)pode ser uma placa de som ou dispositivo similar que aceitaentrada de áudio na forma analógica ou digital, ou um leitorde CD-ROM que fornece amostras de áudio ao ambiente computa-cional. 0(s) dispositivo(s) de saída (1560) pode ser uma te-la, uma impressora, um alto-falante, gravador de CD, ou umoutro dispositivo que fornece saída a partir do ambientecomputacional (1500).

A conexão (s) de comunicação (1570) habilita comu-nicações por um meio de comunicação com outra entidade com-putacional. O meio de comunicação transporta informação talcomo instruções executáveis por computador, informação deáudio e de vídeo comprimida, ou outros dados em um sinal mo-dulado de dados. O sinal modulado de dados é um sinal quetem uma ou mais de suas características configuradas ou mu-dadas de tal maneira a codificar informação do sinal. A tí-tulo de exemplo, e sem limitação, os meios de comunicaçãoincluem técnicas sem fio ou com fio implementadas com umportador elétrico, óptico, RF, infravermelho, acústico, ououtro portador.

As técnicas de processamento de mídia digital aquipodem ser descritas no contexto geral de meios legíveis porcomputador. Os meios legíveis por computador são quaisquermeios disponíveis que podem ser acessados em um ambientecomputacional. A título de exemplo, e sem limitação, com oambiente computacional (1500), os meios legíveis por compu-tador incluem memória (1520), armazenamento (1540), meios decomunicação, e combinações de qualquer um dos acima.

As técnicas de processamento de mídia digital aquipodem ser descritas no contexto geral de instruções executá-veis por computador, tal como aquelas incluídas nos módulosde programa, sendo executadas em um ambiente computacionalem um alvo real ou processador virtual. Geralmente, os módu-los de programa incluem rotinas, programas, bibliotecas, ob-jetos, classes, componentes, estrutura de dados, etc. queexecutam tarefas particulares ou implementam tipos de dadosabstratos particulares. A funcionalidade dos módulos de pro-grama pode ser combinada ou dividida entre módulos de pro-grama como desejado em várias modalidades. Instruções execu-táveis por computador para módulos de programa podem ser e-xecutadas em um ambiente computacional distribuído ou local.

Com o objetivo de apresentação, a descrição deta-lhada usa termos como "determinar", "gerar", "ajustar" e "a-plicar" para descrever operações computacionais em um ambi-ente computacional. Estes termos são abstrações de alto ní-vel para operações executadas por um computador, e não deve-riam ser confundidos com ações executadas por um ser humano.

As operações computacionais reais correspondentes a estestermos variam dependendo da implementação.

Em vista de muitas variações possíveis do assuntodescrito aqui, reivindica-se como a invenção todas as taismodalidades que vêm no escopo das seguintes reivindicações eequivalentes destas.

Claims (20)

1. Método de codificar dados de mídia digital u-sando uma codificação preditiva de coeficientes de transfor-mada, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:aplicar uma transformada (250) a blocos dos dadosde mídia digital para produzir um conjunto de coeficientesde transformada (400, 500, 600) para os respectivos blocos,onde o conjunto de coeficientes de transformada de um res-pectivo bloco compreende um coeficiente DC para o respectivobloco;determinar (1000) se uma de no mínimo duas dire-cionalidades dos dados de mídia digital em uma localidade deum bloco corrente é dominante.quando uma de no mínimo duas direcionalidades édeterminada como sendo dominante na localidade de mídia di-gital do bloco corrente, selecionar (1000) um preditor docoeficiente DC do bloco corrente de acordo com a direciona-lidade dominante determinada;codificar (280) o coeficiente DC do bloco correnteem relação ao seu preditor.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARAC-TERIZADO pelo fato de que compreende:no caso em que nenhuma de pelo menos duas direcio-nalidades é determinada como sendo dominante na localidadede mídia digital do bloco corrente, selecionar o preditor docoeficiente DC do bloco corrente de acordo com uma combina-ção de no mínimo duas direcionalidades.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARAC-TERIZADO pelo fato de que as direcionalidades incluem no mí-nimo horizontal e vertical.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARAC-TERIZADO pelo fato de que a dita determinação se uma de nomínimo duas direcionalidades dos dados de mídia digital emuma localidade de um bloco corrente é dominante compreende:calcular métricas de diferença direcional para nomínimo duas direcionalidades como uma função dos coeficien-tes DC de blocos precedentes em no mínimo duas direcionali-dades ;determinar se uma de no mínimo duas direcionalida-des domina baseada nas diferenças direcionais calculadas.

5. Método, de acordo com a reivindicação 4, CARAC-TERIZADO pelo fato de que o dito cálculo de métricas de di-ferença direcional compreende:calcular as métricas de diferença direcional parano mínimo duas direcionalidades como uma função dos coefici-entes DC de blocos precedentes a partir de vários canais dedados de mídia digital em no mínimo duas direcionalidades.

6. Método, de acordo com a reivindicação 4, CARAC-TERIZADO pelo fato de que os vários canais compreendem umcanal de luminância e no mínimo um canal de crominância.

7. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARAC-TERIZADO pelo fato de que a transformada é uma segundatransformada em estágio interno aplicada a um bloco de coe-ficientes DC a partir de uma primeira outra transformada deestágio aplicada a blocos em um macrobloco de dados de midiadigital.

8. Método, de acordo com a reivindicação 7, CARAC-TERIZADO pelo fato de que o conjunto de coeficientes detransformada de um respectivo bloco compreende vários coefi-cientes DCAC para o respectivo bloco, o método adicionalmen-te compreende:quando uma de no mínimo duas direcionalidades édeterminada como sendo dominante na localidade de mídia di-gital do bloco corrente, selecionar um preditor dos coefici-entes DCAC do bloco corrente de acordo com a direcionalida-de dominante determinada; ede outra maneira, codificar os coeficientes DCACdo bloco corrente sem preditor.

9. Método, de acordo com a reivindicação 8, CARAC-TERIZADO adicionalmente pelo fato de que compreende, quandoselecionando o preditor dos coeficientes DCAC do bloco cor-rente quando uma de no mínimo duas direcionalidades é deter-minada como sendo dominante:determinar se o bloco que contém o preditor sele-cionado de acordo com a direcionalidade dominante determina-da tem um mesmo quantizador do bloco corrente; ese não tem, codificar os coeficientes DCAC do blo-co corrente sem preditor.

10. Método, de acordo com a reivindicação 7, CA-RACTERIZADO pelo fato de que a primeira transformada em es-tágio externo produz conjuntos de coeficientes de transfor-mada para os blocos em uma macrobloco corrente, os conjuntosde coeficientes de transformada de um respectivo bloco nomacrobloco corrente compreendem vários coeficientes DCAC apartir da primeira transformada em estágio externo, o métodoadicionalmente compreende:calcular métricas de diferença direcional para nomínimo duas direcionalidades como uma função dos coeficien-tes DCAC produzidos a partir da segunda transformada em es-tágio interno dos coeficientes DC dos blocos no macroblococorrente;determinar se uma de no mínimo duas direcionalida-des dos dados de mídia digital para o macrobloco corrente édominante baseada nas métricas de diferença direcional cal-culadas;quando uma de no mínimo duas direcionalidades édeterminada como sendo dominante para o macrobloco corrente,selecionar preditores dos coeficientes DCAC a partir da pri-meira transformada em estágio externo dos blocos do macrob-loco corrente de forma unidirecional, de acordo com a dire-cionalidade dominante determinada;codificar os coeficientes DCAC a partir da primei-ra transformada em estágio externo dos blocos do macroblocoem relação a seus preditores.

11. Método, de acordo com a reivindicação 10, CA-RACTERIZADO pelo fato de que o dito cálculo das métricas dediferença direcional como uma função de coeficientes DCACcompreende:calcular as métricas de diferença direcional parano mínimo duas direcionalidades como uma função dos coefici-entes DCAC produzidos a partir da segunda transformada emestágio interno dos coeficientes DC dos blocos no macroblococorrente a partir de vários canais dos dados de mídia digi-tal.

12. Método, de acordo com a reivindicação 11, CA-RACTERIZADO pelo fato de que os vários canais compreendem umcanal de luminância e no mínimo um canal de crominância.

13. Pelo menos um meio de gravação legível porcomputador, CARACTERIZADO pelo fato de que carrega um fluxode bits codificado comprimido de acordo com o método da rei-vindicação 1.

14. Codificador e/ou decodificador (300) de mídiadigital (200), CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:um armazenador temporário de dados para armazenardados de mídia digital (210) a serem codificados e/ou deco-dificados ;um processador (1510) programado para:determinar (1200) se uma de no mínimo duas dire-cionalidades dos dados de mídia digital para blocos dentrode um macrobloco corrente é dominante baseada em coeficien-tes DCAC produzidos a partir de uma transformada em estágiointerno sendo aplicada a um bloco de coeficientes DC produ-zidos a partir de uma transformada em estágio externo, sendoaplicada aos blocos dentro do macrobloco corrente;quando uma de no mínimo duas direcionalidades édeterminada como sendo dominante para os blocos dentro domacrobloco corrente, selecionar preditores (1300, 1400) doscoeficientes DCAC produzidos a partir da transformada em es-tágio externo dos blocos dentro do macrobloco corrente deforma unidirecional de acordo com a direcionalidade dominan-te determinada; ecodificar (280) e/ou decodificar (320) os coefici-entes DCAC produzidos a partir da transformada em estágioexterno dos blocos dentro do macrobloco corrente em relaçãoa seus preditores.

15. Codificador e/ou decodificador de midia digi-tal, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO pelofato de que o processador é adicionalmente programado para:determinar se uma de no mínimo duas direcionalida-des dos dados de mídia digital em uma localidade do macrob-loco corrente é dominante baseada em coeficientes DC de ma-croblocos vizinhos precedentes, onde o coeficiente DC de umrespectivo macrobloco vizinho precedente é produzido a par-tir da transformada em estágio interno sendo aplicada a umbloco de coeficientes DC produzidos a partir da transformadaem estágio externo, sendo aplicada a blocos dentro desserespectivo macrobloco vizinho precedente;quando uma de no mínimo duas direcionalidades édeterminada como sendo dominante na localidade do macroblococorrente, selecionar um preditor do coeficiente DC do ma-crobloco corrente de acordo com a direcionalidade dominantedeterminada, onde o coeficiente DC do macrobloco corrente éproduzido a partir da transformada em estágio interno sendoaplicada a um bloco de coeficientes DC produzidos a partirda transformada em estágio externo sendo aplicada a blocosdentro do respectivo macrobloco corrente; ecodificar e/ou decodificar o coeficiente DC domacrobloco corrente em relação a seu preditor.

16. Codificador e/ou decodificador de midia digi-tal, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelofato de que o processador é adicionalmente programado para:quando uma de no mínimo duas direcionalidades édeterminada como sendo dominante na localidade do macroblococorrente, e exceto quando os quantizadores do macroblococorrente diferem daqueles de um macrobloco vizinho em umadireção de acordo com a direcionalidade dominante determina-da, selecionar preditores dos coeficientes DCAC do macroblo-co corrente de acordo com a direcionalidade dominante deter-minada, onde os coeficientes DCAC do macrobloco corrente sãoproduzidos a partir da transformada em estágio interno sendoaplicada a um bloco de coeficientes DC produzidos a partirda transformada em estágio externo, sendo aplicada a blocosdentro do macrobloco corrente; ecodificar e/ou decodificar os coeficientes DCACdo macrobloco corrente em relação a seus preditores.

17. Codificador e/óu decodificador de mídia digi-tal, de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO pelofato de que a dita determinação de se uma de no mínimo duasdirecionalidades é dominante— para blocos dentro dê um ma-crobloco corrente e para a localidade do macrobloco é basea-da nos respectivos coeficientes em vários canais dos dadosde mídia digital, os vários canais compreendem um canal deluminância e no mínimo um canal de crominância.

18. Pelo menos um meio de gravação legível porcomputador carregando um programa de processamento de mídiadigital executável por computador neste para executar um mé-todo de processamento de dados de mídia digital, o métodoCARACTERIZADO pelo fato de que compreende:calcular (1200) as métricas de diferença direcio-nal para no mínimo duas direcionalidades dos dados de mídiadigital para blocos dentro de um macrobloco corrente baseadoem coeficientes DCAC produzidos a partir de uma transformadaem estágio interno sendo aplicada a um bloco de coeficientesDC produzidos a partir de uma transformada em estágio exter-no, sendo aplicada aos blocos dentro do respectivo macroblo-co corrente;determinar (1200) baseado nas métricas de diferen-ça direcional se uma de no mínimo duas direcionalidades dosdados de mídia digital para blocos dentro de um macroblococorrente é dominante;se uma de no mínimo duas direcionalidades é deter-minada como sendo dominante para os blocos dentro do macrob-loco corrente, selecionar preditores (1300, 1400) dos coefi-cientes DCAC produzidos a partir da transformada em estágioexterno dos blocos dentro do macrobloco corrente de formaunidirecional, de acordo com-a direcionalidade dominante de-terminada ; ecodificar (280) e/ou decodificar (320) os coefi-cientes DCAC produzidos a partir da transformada em estágioexterno dos blocos dentro do macrobloco corrente em relaçãoa seus preditores.

19. Pelo menos um meio de gravação legível porcomputador, de acordo com a reivindicação 18, CARACTERIZADOpelo fato de que o método de processamento de dados de mídiadigital adicionalmente compreende:calcular as métricas de diferença direcional parano mínimo duas direcionalidades dos dados de mídia digitalem uma localidade do macrobloco corrente baseado em coefici-entes DC de macroblocos vizinhos precedentes, onde o coefi-ciente DC de um respectivo macrobloco é produzido a partirda transformada em estágio interno sendo aplicada a um blocode coeficientes DC produzido a partir da transformada em es-tágio externo, sendo aplicada a blocos dentro desse respec-tivo macrobloco;determinar baseado nas métricas de diferença dire-cional se uma de no mínimo duas direcionalidades dos dadosde mídia digital na localidade do macrobloco corrente é do-minante ;se uma de no mínimo duas direcionalidades é deter-minada como sendo dominante na localidade do macrobloco cor-rente, selecionar um preditor do coeficiente DC do macroblo-co corrente de acordo com a direcionalidade dominante deter-minada; ecodificar e/ou decodificar o coeficiente DC domacrobloco corrente em relação a seu preditor.

20. Pelo menos um meio de gravação legível porcomputador, de acordo com a reivindicação 19, CARACTERIZADOpelo fato de que o método de processamento de dados de mídiadigital adicionalmente compreende:se uma de no mínimo duas direcionalidades é deter-minada como sendo dominante na localidade do macrobloco cor-rente, exceto quando os quantizadores do macrobloco correntediferem daqueles de um macrobloco vizinho em uma direção deacordo com a direcionalidade dominante determinada, selecio-nar preditores dos coeficientes DCAC do macrobloco correntede acordo com a direcionalidade dominante determinada, ondeos coeficientes DCAC do macrobloco corrente são produzidos apartir da transformada em estágio interno sendo aplicada aum bloco de coeficientes DC produzidos a partir da transfor-mada em estágio externo, sendo aplicada a blocos dentro domacrobloco corrente; ecodificar/decodificar o coeficiente DCAC do ma-crobloco corrente em relação a seus preditores.