数据流的编码制造技术

编码数据流包括：用不同的误差保护速率对数据流的给定部分的各个分区进行信道编码（１１），以获得编码数据流（ＷＳ１），以及包括（１４，２０）与在编码数据流（ＷＳ１）中各个分区的各个长度相关的长度信息（１ｆ）。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及数据流的编码和解码。本专利技术进一步涉及数据流的发送和接收。参照2000年1月IEEE信号处理杂志中M.Budagavi，W.RabinerHeinzelman，J.Webb，R.Talluri的文章“用DSP芯片进行无线MPEG-4视频通信”。该文章公开了，为了使压缩的比特流更稳定，MPEG-4视频压缩标准在它的简单文件中合并了几个误差复原工具，使它能够对误差检测、抑制并隐藏。当误码率小于10-3时，这些技术是对抗比特误差的功能强大的源编码技术；但是，现在无线信道会具有比这高得多的误码率(BERs)。由于发射机和接收机之间的运动产生的多径衰减造成在移动无线信道中苛刻的条件，并且该条件随着周围地形而改变。多径衰减用长误差脉冲串的形式表示自己。因此，为了改善信道条件，需要某种形式的交织和信道编码。使用信源编码和信道编码的组合，有可能用MPEG-4简单文件视频压缩通过易发生误差的无线信道获得可接受的图像质量。MPEG-4压缩比特流的结构也使用不等误差保护，一种结合信源信道编码的形式，以确保在比特流的重要部分出现更少的误差。本专利技术的一个目的是提供一种改进的数据流的误差保护。为此，本专利技术提供如独立权利要求所确定的编码、解码、发送、接收、数据流和存储介质。有利的实施例在从属权利要求中确定。本专利技术基于以下事实的理解，在类似MPEG-4的编码方案中，由于使用可变长度编码和具有在每个包中宏块的整数的要求，包并不正好是相同的长度，并且在不同的包中分区具有不同的长度。这意味着不能使用固定的UEP方案并且为了在信道的解码级用正确的码率执行解码，比特流结构应当在接收机中已知。象分区一样，包不是等长的；因此，UEP方案应当对每个包动态地改变并且需要知道分区长度。该问题通过在数据流中以长度字段的形式包括关于正在或已经被保护的分区长度的信息来解决。这样的长度字段可以在再同步标记后被加入到每个包中。接着UEP信道解码用一致的每个分区的长度来完成。最好，为每个字段长度选择特殊的、有力的误差保护，因为它包含的信息对后来的解码至关重要。最好，长度字段可以包括信道编码后(即信道编码后的分区长度)包分区的长度。因为它们是提供给信道解码器的包分区长度。另外，包分区长度可以包含信道编码前的包分区长度。包含信道编码前的包分区长度的好处是这些长度比信道编码后的长度更短，并且因此能够被更有效地表示。在信道编码前的分区长度与误差保护码率合并产生信道解码的分区长度，该分区长度将用在信道解码器中。在应用的实施例中，长度信息已经读出后，长度字段从比特流中删除，即不插入传输给信源解码器(例如，MPEG-4解码器)的数据流中。因此该变型对信源解码器是显然的。本专利技术在MPEG-4图像的无线传输尤其有益。本专利技术的以上和其他方面将参照下文描述的实施例阐明并将很显然。附图的简要说明附图说明图1示出MPEG-4比特流中的数据分配；图2示出了关于本专利技术的一个实施例的保护方案；图3示出了根据本专利技术的一个实施例的不等误差保护和长度字段插入；图4示出了根据本专利技术的一个实施例的与起始码替换合并的不等误差保护和长度字段插入；图5示出了根据本专利技术的一个实施例的发射机，发射机包括用于长度字段插入的装置；图6示出了根据本专利技术的一个实施例的接收机，该接收机包括用于长度字段读出的装置；图7示出了根据本专利技术的一个实施例的发射机，该发射机包括用于长度字段插入的装置，和用于起始码检测和替换的装置；图8示出了根据本专利技术的一个实施例的接收机，该接收机包括用于长度字段读数的装置，和用于替换的起始码检测和更新的装置。由于压缩并尤其是预测编码和可变长度编码(VLC)，MPEG-4比特流对误差很敏感。1988年6月IEEE通信杂志第36卷no.6中R.Talluri的文章“在ISO MPEG-4标准中的误差恢复视频编码”描述了符合ISO MPEG-4标准的视频编码技术误差恢复方面。适用于ISOMPEG-4标准的特定工具被详细描述，它使压缩的视频数据能够通过有噪声的无线信道通信。这些技术包括再同步策略、数据分配、可逆的可变长度编码和首部扩展编码。这些工具有助于对MPEG-4比特流增加稳定性。随着再同步标记的使用，MPEG-4比特流由具有几乎相同码长的包组成。不考虑这些工具，当MPEG-4通过无线信道发送时能够获得的接收质量仍然很差。但是，如果在信道编码级使用误差恢复工具，能够产生接收图像质量的进一步改善。尤其是，为了执行不等误差保护(UEP)能够使用数据分配工具包含在每个包中的信息比特被分离为三个分区，每一部分对信道误差有不同的灵敏度。如图1中对I帧所示，分区由首部HI、DC DCT系数和AC DCT系数组成，它们由DC标记DCM分离。置于P帧，分区由运动标记mm所分离的首部HP和运动分区m和纹理分区tp组成。在下文中，考虑到无线信道和使用的特性，描述了涉及本专利技术的实施例的适当的技术。特别是，关于信源比特对信道误差的不同的灵敏度的信息应当通过UEP使用。该技术包括按照感知的信源比特对误差的灵敏度执行误差保护更敏感的比特用高级保护来保护(对应于低码率)对不太重要的比特使用低级保护(也就是更高的码率)。与典型的前向纠错(FEC)相比，通过信源特性的开发，给定相同的比特率UEP能获得更高的感知图像质量。在提出的方案中，根据相关信息的主观重要性，三个分区用不同的码率保护。包含在首部中的信息对包的连续解码至关重要，因此那些信息应当加强保护。对内部帧，DC系数比AC系数具有更高的主观重要性；因此DC系数应当比AC系数更高级地保护。至于预测帧，运动数据应当比纹理信息更好地保护，因为如果运动信息被正确接收，纹理信息就会被部分重建。建议的UEP执行也考虑了不同类型帧的不同重要性在MPEG-4标准中。考虑到内部、预测和向后预测帧，内部帧与其它帧分开单独编码并且预测帧从相邻帧使用信息。内部帧的正确接收对执行接下来的预测帧的运动补偿至关重要，因此低平均信道码率(即高级保护)应当与内部帧相关联，而预测帧能够用高平均码率编码(即低级保护)。图2示出描述的保护方案。一个MPEG-4编码的比特流被构造为图像对象(VO)、图像对象层(VOL)、图像对象平面组(GOV)、图象对象平面(VOP)和包。为了允许同步，比特流的每部分的开始用相关的起始码表示。起始码是唯一的码字，从可变长编码字的任意合法序列中可辨别出。在图2中，H1表示对VO的起始码，H2表示对VOL的起始码，H3表示对GOV的起始码，H4表示对VOP的起始码并且H5表示包起始码(再同步标记)。UEP可以用根据比特的预测重要性选择的码率，通过码率兼容收缩(punctured)卷积(RCPC)编码来执行。在这种情况下，考虑的编码通过收缩(puncturing)相同的“母”码获得。只需要一个编码器和一个解码器来执行整个比特流的编码和解码。这样的码率兼容收缩(punctured)卷积编码从1988年4月的IEEE传输通信第36卷no.4中J.Hagenauer的文章“码率兼容收缩(punctured)卷积编码(RCPC编码)和它们的应用”获知。不同的平均码率对不同帧的保护使用(I帧用高级保护/低码率编码，对P帧使用低级保护/高平均码率)，并且对每一帧使用加入到MPEG本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种编码数据流（Ｓ１，Ｓ２）的方法，该方法包括：用不同的误差保护速率对数据流的给定部分的各个分区进行信道编码（１１），以获得编码数据流（ＷＳ１，ＷＳ２），以及包括（１４，２０）与在数据流（ＷＳ１，ＷＳ２）中各个分区的各个长度相关的长 度信息（１ｆ）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：MG马蒂尼，M基亚尼，
申请(专利权)人：皇家菲利浦电子有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]