基于反馈的自适应错误恢复装置、视频通信系统和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了基于反馈的自适应错误恢复装置、视频通信系统和方法，在视频通信系统中，增加一种基于反馈的自适应错误恢复装置，该错误恢复装置中的数据接收模块接收数据，错误信息处理模块检测接收数据是否有错，或反馈信道中是否有错误信息，如果有错误，控制模块启动错误补偿模块，对接收的出错数据进行错误补偿，将补偿后的数据输出，否则，由数据接收模块直接将正常数据输出。该错误恢复装置可以在较小的反馈时延内进行错误恢复处理，从而以最快的速度恢复视频解码端的受损图像质量。该错误恢复装置及方法可以将需要较大计算资源的容错处理操作与终端的编码／解码分离，降低终端的计算资源需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及图像信息传输和处理领域，具体涉及一种自适应的、具有抗 信道错误的视频通信系统和方法，以及其中的错误恢复装置和方法。
技术介绍
随着有线宽带网络和无线网络的发展和用户需求的驱动，多媒体技术和 相关的应用得到了越来越多的关注，被认为是未来高速网络的主流应用之一。多i某体应用，尤其是-见频应用，相对于Internet的传统应用，如WWW、 E-mail等，其对实时性要求更严格，对带宽的需求更大。由于视频应用中大 多采用了高压缩率的编码技术，其对传输误码的要求尤为苛刻，但是有线或 者无线网络不提供传输的QoS (QualityofServices)保证，因此，提高视频 应用对传输误码的抗干扰和恢复能力 一直是多4某体通信领域的研究热点。常用的视频传输抗差错方法包括①在编码器端进行冗余编码，使编码 码流对信道错误具有更强的抗千扰能力；②在信道传输过程中加入冗余数 据，例如前向纠错，提高传输数据对信道错误的抗干扰能力；③在解码器端 进行错误隐蔽后处理，尽可能恢复出由于信道错误引起的受损数据。方法① 和方法②都会造成数据冗余，增加对传输带宽的要求，特别是在信道状况较 好时占用不必要的传输带宽；方法③虽然不会增加传输冗余数据，但是对信 '道错误的抗干扰能力有限，特别是对无线信道传输条件下的高比特错误和突 发性错误无能为力。因此，交互式的视频抗差错处理一一根据网络信道的状况调整编码策略 或者传输策略一一是一种有效的自适应视频通信方法。在网络状况较差时， 例如信道比特错误率或者丢包率较大时，可以增加编码或者传输过程中的冗 余数据；当网络状况较好时，例如信道比特错误率或者丢包率较低，可以降 低编码或者传输过程中的冗余数据。这种交互式的视频抗差错方法的一个重要特征是需要得到网络状况或 者解码端解码图像状态的反馈信息，然后根据反馈信息调整编码或者传输策 略。但是在实际的通信系统中，从解码器的反馈解码状态信息到编码端存在 时延，时延的大小与网络状况有关。若时延较大，编码端接收到错误反馈信 息时，错误图像已经在解码器端扩散较长时间，对用户造成明显的视觉体验 下降。而且在这种情况下，编码端的容错处理能力会发生明显下降。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种基于反馈的自适应错误恢复 装置、视频通信系统和方法，能够快速接收错误视频反馈信息，在较短的反 馈时延内进行错误恢复。本专利技术提供一种基于反馈的自适应错误恢复装置，包括数据接收模块、错误信息处理模块、错误补偿模块及控制模块，其中数据接收模块，用于接收正常数据流，并对数据进行緩存；错误信息处 理模块，用于检测接收数据是否发生错误，以及检测从反馈信道获取的反馈 信息是否有错误信息；控制模块，用于接收检测结果，若未发生错误也没有 检测到错误信息，则控制所述数据接收模块直接将緩存数据输出；若发生错 误或者检测到错误信息，则控制所述数据接收模块将所緩存数据送至错误补 偿模块，错误信息处理模块将错误信息送至错误补偿模块，启动所述错误补 偿模块根据错误信息对待输出的下一个数据包进行错误补偿后输出。其中，所述错误补偿模块，进行错误补偿时是对接收的视频码流解码， 然后进行重新编码，在重新编码过程中进行容错处理，所述容错处理包括I 帧更新、或宏块帧内更新、或参考帧选择、或发送冗余帧。其中，所述错误补偿模块，进行错误补偿时是在变换域对即将发送的数 据码流进行错误补偿，在得到第N帧图像出错的信息时，确定所述错误恢 复装置待发送的数据帧；根据接收的错误信息位置，采取基于象素的跟踪或 者基于宏块的跟踪，对错误进行跟踪，找到待发送的数据帧的错误扩散区域； 对待发送的数据帧中错误扩散宏块区域进行跳帧转码处理，得到重新编码的 码流。所述错误补偿模块，进行跳帧转发处理时，在重新编码的码流中，错误 扩散区域以发生错误之前的第N - 1帧作为参考帧进行重新编码，阻止错误 扩散。所述错误信息处理模块发送至错误补偿模块的错误信息包括从反馈信 道获得的错误信息、以及根据错误信息从緩存数据中提取的数据错误信息， 其包括图像帧号、或错误宏块位置、或解码器端错误隐蔽算法。本专利技术还提供一种基于上述错误恢复装置的自适应错误恢复方法，包括如下步骤(1)数据接收模块接收正常数据流，并对数据进行緩存；(2 )错误信息处理模块对緩存的数据进行检测，同时检测反馈信道是 否存在错误信息；(3) 控制模块接收检测结果，若检测到緩存数据有错或者检测到反馈 信道发送了错误信息，则进行启动错误补偿模块；(4) 控制模块指示错误信息处理模块将错误信息送至错误补偿模块， 数据接收模块将緩存数据送至错误补偿模块，错误补偿模块根据错误信息及 緩存数据，对待输出的下一个数据包进行错误补偿后输出。其中，步骤(3)进一步包括若没有检测到緩存数据有错，而且没有检测到反馈信道发送了错误信 息，则指示数据接收模块直接将緩存数据发送至下一网络节点或者终端接收 设备。步骤(4)中错误补偿模块进行错误补偿的步骤包括对接收的视频码流解码，然后进行重新编码，在重新编码过程中进行容 错处理，所述容错处理包括I帧更新、或宏块帧内更新、或参考帧选择、或 发送冗余帧。步骤(4)中错误补偿模块进行错误补偿的步骤是在变换域对即将发送 的数据码流进行错误补偿，包括如下步骤在得到第N帧图像出错的信息时，确定所述错误恢复装置待发送的数 据帧；根据接收的错误信息位置，采取基于象素的跟踪或者基于宏块的跟踪，对错误进行跟踪，找到待发送的数据帧的错误扩散区域；对待发送的数据帧中错误扩散宏块区域进行跳帧转码处理，得到重新编 码的码流。其中，所述对待发送的数据帧中错误扩散宏块区域进行跳帧转码处理步骤，是在重新编码的码流中，错误扩散区域以发生错误之前的第N-1帧作为参考帧进行重新编码，阻止错误扩散。本专利技术还提供一种基于反馈的自适应视频通信系统，包括发送侧终端、 第一、第二无线接入设备、第一、第二i某体网关、核心网、接收侧终端，发送侧终端编码无线输出数据码流，经第一无线接入设备、第一媒体网关、核 心网、第二媒体网关、第二无线接入设备传输至接收侧终端，由其无线接收 所述数据码流，其中所述无线接入设备或媒体网关中具有一个错误恢复装置，对数据流进行 错误检测及错误补偿处理；所述错误恢复装置，在发送侧终端与第一无线接入设备之间的无线连接 上发生信道错误时，用于将错误信息送回发送侧终端，发送侧终端根据错误 信息对即将发送的数据采取容错编码策略后编码输出，或者发送侧终端将错 误数据重发至第一无线接入设备或第一媒体网关，该错误恢复装置对错误数 据进行错误补偿处理后输出；所述错误恢复装置，在接收侧终端与第二无线接入设备之间的无线连接 上发生信道错误时，用于检测错误信息，对错误数据进行错误补偿后输出至 接收侧终端，或者在接收侧终端检测到错误信息、将错误信息反馈至该错误 恢复装之后，该错误恢复装置对数据码流进行错误补偿后输出至接收侧终端。所述错误恢复装置包括数据接收模块、错误信息处理模块、错误补偿模 块及控制模块，其中数据接收模块，用于接收正常数据流，并对数据进行緩存；错误信息处理模块，用于检测接收数据是否发生错误，以及检测从反馈信道获取的反馈信息是否有错误信息；控制模块，用于接收检测结果，若未发生错误也本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于反馈的自适应错误恢复装置，其特征在于，包括数据接收模块、错误信息处理模块、错误补偿模块及控制模块，其中：数据接收模块，用于接收正常数据流，并对数据进行缓存；错误信息处理模块，用于检测接收数据是否发生错误，以及检测从反馈信道获取的反馈信息是否有错误信息；控制模块，用于接收检测结果，若未发生错误也没有检测到错误信息，则控制所述数据接收模块直接将缓存数据输出；若发生错误或者检测到错误信息，则控制所述数据接收模块将所缓存数据送至错误补偿模块，错误信息处理模块将错误信息送至错误补偿模块，启动所述错误补偿模块根据错误信息对待输出的下一个数据包进行错误补偿后输出。

【技术特征摘要】
1、一种基于反馈的自适应错误恢复装置，其特征在于，包括数据接收模块、错误信息处理模块、错误补偿模块及控制模块，其中数据接收模块，用于接收正常数据流，并对数据进行缓存；错误信息处理模块，用于检测接收数据是否发生错误，以及检测从反馈信道获取的反馈信息是否有错误信息；控制模块，用于接收检测结果，若未发生错误也没有检测到错误信息，则控制所述数据接收模块直接将缓存数据输出；若发生错误或者检测到错误信息，则控制所述数据接收模块将所缓存数据送至错误补偿模块，错误信息处理模块将错误信息送至错误补偿模块，启动所述错误补偿模块根据错误信息对待输出的下一个数据包进行错误补偿后输出。2、 如权利要求1所述的自适应错误恢复装置，其特征在于，所述错误 补偿模块，进行错误补偿时是对接收的视频码流解码，然后进行重新编码， 在重新编码过程中进行容错处理，所述容错处理包括I帧更新、或宏块帧内 更新、或参考帧选择、或发送冗余帧。3、 如权利要求1所述的自适应错误恢复装置，其特征在于，所述错误 补偿模块，进行错误补偿时是在变换域对即将发送的数据码流进行错误补 偿，在得到第N帧图像出错的信息时，确定所述错误恢复装置待发送的数 据帧；根据接收的错误信息位置，采取基于象素的跟踪或者基于宏块的跟踪， 对错误进行跟踪，找到待发送的数据帧的错误扩散区域；对待发送的数据帧 中错误扩散宏块区域进行跳帧转码处理，得到重新编码的码流。4、 如权利要求3所述的自适应错误恢复装置，其特征在于，所述错误 补偿模块，进行跳帧转发处理时，在重新编码的码流中，错误扩散区域以发 生错误之前的第N - 1帧作为参考帧进行重新编码，阻止错误扩散。5、 如权利要求1所述的自适应错误恢复装置，其特征在于，所述错误 信息处理模块发送至错误补偿模块的错误信息包括从反馈信道获得的错误 信息、以及根据错误信息从緩存数据中提取的数据错误信息，其包括图像帧 号、或错误宏块位置、或解码器端错误隐蔽算法。6、 一种基于权利要求1所述错误恢复装置的自适应错误恢复方法，其特征在于，包纟舌如下步骤(1 )数据接收模块接收正常数据流，并对数据进行緩存；(2 )错误信息处理模块对緩存的数据进衧检测，同时拾测反馈信遺是 否存在错误信息；(3)控制模块接收检测结果，若检测到緩存数据有错或者检测到反馈 信道发送了错误信息，则进行启动错误补偿模块；(4 )控制模块指示错误信息处理模块将错误信息送至错误补偿模块， 数据接收模块将緩存数据送至错误补偿模块，错误补偿模块根据错误信息及 緩存数据，对待输出的下一个数据包进行错误补偿后输出。7、 如权利要求6所述的自适应错误恢复方法，其特征在于，步骤(3 ) 进一步包括若没有检测到緩存数据有错，而且没有检测到反馈信道发送了错误信 息，则指示数据接收模块直接将緩存数据发送至下一网络节点或者终端接收 设备。8、 如权利要求6所述的自适应错误恢复方法，其特征在于，步骤(4) 中错误补偿模块进行错误补偿的步骤包括对接收的视频码流解码，然后进行重新编码，在重新编码过程中进行容 错处理，所述容错处理包括I帧更新、或宏块帧内更新、或参考帧选择、或 发送冗余帧。9、 如权利要求6所述的自适应错误恢复方法，其特征在于，步骤(4) 中错误补偿模块进行错误补偿的步骤是在变换域对即将发送的数据码流进 行错误补偿，包括如下步骤在得到第N帧图像出错的信息时，确定所述错误恢复装置待发送的数 据帧；根据接收的错误信息位置，采取基于象素的跟踪或者基于宏块的跟踪， 对错误进行跟踪，找到待发送的数据帧的错误扩散区域；对待发送的数据帧中错误扩散宏块区域进行跳帧转码处理，得到重新编 码的码流。10、 如权利要求9所述的自适应错误恢复方法，其特征在于，所述对待 发送的数据帧中错误扩散宏块区域进行跳帧转码处理步骤，是在重新编码的 码流中，错误扩散区域以发生错误之前的第N-1帧作为参考帧进行重新编 码，阻止错误扩散。11、 一种基于反馈的自适应视频通信系统，包括发送侧终端、第一、第 二无线接入设备、第一、第二媒体网关、核心网、接收侧终端，发送侧终端 编码无线输出数据码流，经第一无线接入设备、第一媒体网关、核心网、第 二媒体网关、第二无线接入设备传输至接收侧终端，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈睿，王宁，王志英，戴志军，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]