專利名稱：用于消除在比特數據流中的誤差的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于消除在比特數據流中的誤差的方法和裝置；尤其涉及通過采用比特轉換技術從以數據塊為基礎的圖象信號編碼器發送的數據流中的比特誤差的方法和裝置。
在象可視電話會議和高清晰度電視系統的數字電視廣播系統中，需要大量的數字數據來定義每一個視頻幀信號，因為在視頻幀信號中的視頻行信號包括有被稱之為象素值的數字數據序列。但是由于傳統的發送信道的帶寬是有限的，所以為了發送大量的數字數據，就有必要通過使用各種數據壓縮技術來壓縮或降低數據的值，尤其是在象可視電話和電話會議這樣的低比特速率視頻信號的情況中。在各種視頻壓縮技術中，把時間和空間壓縮技術結合統計編碼技術一起使用的被稱之為所謂的混合編碼技術被公知為是最有效的。
多數的混合編碼技術采用的是正交變換、變換系數的量化和可變長度編碼(VLC)。這種能夠降低或去除空間冗余量的正交編碼被用于把數字圖象數據轉換成一組變換系數。具體地說，在象離散余弦變換(DCT)之類的正交變換中，圖象數據被分成多個不相重疊的相等大小的數據塊，例如一些8×8象素的數據塊，并且這些數據塊要經過從時域到頻域的轉換。
通過對這些變換系數數據的量化和VLC處理，所要發送的數據量可以被有效地壓縮。隨后將編碼的數據經過一個發送信道發送到一個解碼器。但是由于在發送過程中易于出現的誤差，為了降低或檢出誤差，傳統上實施的信道編碼是通過采用各種誤差的控制編碼的方法而對于編碼的圖象進行的。在一個傳統的誤差控制的編碼方法中，是將附加的比特添加到源碼的每一個預定的組，以便在一個解碼的過程中檢測和消除誤差。已經提出了各種例如象POCS(映射到頂點集上)的誤差消除方案，以便消除或估算包含數據塊的誤差的象素數據，從而對可能出現在發送過程中的劣變進行補償。但是，這種已有技術中的誤差消除的方法存有不盡如人意之處，因為這些方法不能完全考慮到給定的圖象信號的特征。
此外，在接收端把一個幀以數據塊為單元進行編碼會出現數據塊邊界線成為可見的現象的成塊效應；并且會隨著量化步長的增大而變得嚴重，即隨著系數的頻率的增加而使得其中的數據塊經歷更為粗糙的量化。因此，如果一個確定的數據塊要比它的相鄰的數據塊亮的多或暗的多的話并且一個確定大小的量化器的步長被用于內部數據塊DC系數，則在所說的確定的數據塊和它的相鄰的數據塊之間的強度的差異就會變得特別的明顯，導致更為嚴重的數據塊形成效應，并損壞圖象的質量。盡管采用具有運動補償的幀預測的一種幀內模式的編碼，使得數據塊形成效應不是特別令人討厭，但是仍然是十分明顯的。
所以，如果在以多個比特數據流表示的視頻信號中檢測到由于發送信道環境所引起的一個或多個比特誤差，則需要通過考慮與誤差被檢測的任何比特數據流鄰接的比特數據流來校正或消除這些比特誤差。
因此本發明的一個主要的目的是提供一種方法和裝置，其根據相鄰于任何包括誤差的比特數據流的相鄰比特數據流，通過采用一比特反轉技術能夠隱蔽從以數據塊為基礎的圖象信號編碼器發送的比特數據流中的誤差。
根據本發明，提供一種用于根據在逐個數據塊的基礎上相加的奇偶檢驗比特，隱蔽比特數據流中的誤差的方法，其中一視頻幀被劃分成多個相等大小的數據塊，并且這些數據塊的視頻信號被編碼成其比特數目彼此不同的比特數據流，該方法包括有步驟(a)根據其比特的數目順序地找出對應于這些數據塊的比特數據流；(b)檢測加到每一個比特數據流的一個奇偶檢驗比特，以便產生一個轉換信號，其中該轉換信號指示所說的每一個比特數據流是否為其中具有一個或多個誤差的比特數據流；(c)根據該轉換信號，選擇所說的每一個比特數據流或所說的每一個比特數據流的鄰近的比特數據流作為一個最佳的比特數據流，其中的鄰近的比特數據流是根據基準比特數據流與誤差比特數據流空間相鄰的鄰近程度而產生的；和(d)解碼該最佳的比特數據流以便在逐個數據塊的基礎上產生解碼的數據。
本發明的上述的和其它的特征和目的將通過結合附圖的對最佳實施例的描述而變得顯見。
圖1是根據本發明的通過使用比特反相技術來校正比特誤差的裝置的示意性框圖。
圖2是根據本發明的鄰近比特數據流判定電路的說明性示意圖。
參考圖1，其中示出了用于檢測和隱蔽在以一個比特序列表示的視頻圖象幀的視頻信號中的一個或多個誤差的裝置100的框圖。其中的視頻圖象幀被分成和處理成多個相等尺寸的數據塊，這些數據塊的寬度和高度是8×8或16×16個象素。
通過一個發送信道，比特數據流被提供到一個誤差檢測電路500和一個開關600。其中所說的每一個比特數據流包括一個奇偶檢驗比特和以逐個數據塊為基礎的視頻信號。誤差檢測電路500順序地接收數據塊的比特數據流，通過一個奇偶檢測，檢測對應于每一個數據塊的比特數據流是否具有一個或多個誤差比特，并把表示對應于針對每一個數據塊的該檢測結果的一個轉換信號提供到開關600。
如果在針對一個數據塊的比特數據流中檢測到誤差，該開關600將針對該比特數據流送到一個候選比特數據流產生器710和一個相鄰數據塊檢測電路720，否則，開關600將該比特數據流直接發送到緩存器800。
如果針對于數據塊的比特數據流被確定為具有誤差，則該比特數據流和數據塊就分別被稱為一個誤差比特數據流和一個誤差數據塊，該候選比特數據流產生器710將在誤差比特數據流中的任何一個比特反相，以便產生多個候選比特數據流。換句話說，每一個候選比特數據流不同于誤差比特數據流一個比特，以便使得候選比特數據流之間有兩個比特不相同。例如，假若一個誤差比特數據流＂01011001＂帶有一個比特誤差，則產生如下的8個候選比特數據流11011001010100010001100101011101
01111001 0101101101001001 01011000以候選比特數據流為基礎，所有的候選比特數據流被經過一條線路L20順序地提供到一個鄰近比特數據流判定電路730。
具體地說，在本發明的另一個實例中，如果一個誤差比特數據流具有兩個或多個比特誤差，則候選比特數據流能夠通過采用誤差比特數據流的基準比特數據流而產生候選比特數據流。例如在誤差數據塊的左上方、上方、右上方和左角的四個誤差比特數據流就可以被確定為候選的比特數據流。在另一個最佳實施例中，一個平均比特數據流和零比特數據流能夠被加到四個比特數據流以便構成六個備選比特數據流，其中的平均比特數據流表示所說的比特數據流的均值，而所有為零的比特數據流是＂0＂。通過采用基準比特數據流確定的候選比特數據流能夠有效地用于以一個幀內模式隱蔽在一個當前數據塊的運動矢量中檢測的多個誤差，從而減小或去除數據塊效應。
同時，相鄰數據塊檢測電路720根據位置數據確定誤差數據塊的相鄰數據塊，并從緩存器800獲取相鄰數據塊的比特數據流，該相鄰數據塊具有和誤差數據塊的預定的位置關系。例如定位在誤差數據塊的上方和左角的兩個數據塊可以被確定為相鄰的數據塊，被稱之為左數據塊和上數據塊。在本發明的另一個實例中，另一組數據塊，例如在誤差數據塊的左方和左上方的數據塊能夠被確定為相鄰數據塊。相鄰數據塊的比特數據流被被提供到一個鄰近比特數據流判定電路730，作為對于誤差數據塊的誤差比特數據流的基準比特數據流。
相應該基準比特數據流，鄰近比特數據流判定電路730確定誤差比特數據流的一個鄰近比特數據流并將其提供到緩存器800，其中根據在候選比特數據流和基準比特數據流之間的鄰近程度在這些候選比特數據流中選擇鄰近比特數據流。
參考圖2，其中示出了圖1的鄰近比特數據流判定電路730的最佳實施例。其中的所有的候選比特數據流經過線路L20從候選比特數據流產生器710被順序地提供到一個統計解碼器210和一個鄰近比特數據流替換電路260。并且所有的相鄰數據塊的基準比特數據流都經過線路L30從該相鄰數據塊檢測電路720被提供到一個統計解碼器230。
首先，在統計解碼器210，使用例如可變長度解碼技術，每一個候選比特數據流被解碼，以便產生統計的解碼數據。隨后，逆量化電路220對于從統計解碼器210提供的統計解碼數據執行逆量化(IQ)，以便把對應于每一個候選比特數據流的一套變換系數提供到一個鄰近性計算電路250，作為一套候選的變換系數。
同時，統計解碼器230對于相鄰數據塊的基準比特數據流執行統計解碼以便產生統計解碼的數據；并且一個逆量化電路240對于統計解碼的數據執行逆量化(IQ)，以便提供關于每一個基準比特數據流的一套變換系數作為一套基準變換系數到鄰近性計算電路250。
該鄰近性計算電路250計算對于在一個頻域中而不是時域中的每一個候選比特數據流的鄰近程度，以便將所計算的鄰近程度提供到鄰近比特數據流替換電路260。換句話說，用于所說的每一個比特數據流的鄰近程度是根據所說的每一個備選比特數據流的一套候選變換系數和所有基準比特數據流的全部各組基準變換系數而被計算的。如果上部和左方數據塊的上方和左方的比特數據流被選擇為基準比特數據流，則針對每一個候選比特數據流的鄰近程度ETOTAL是用下式定義的ETOTAL＝EU+EL其中的上方和左方的鄰近性EU和EL分別表示著在候選變換系數的每一套和上方和左方數據塊的基準變換系數之間的鄰近程度，針對每一個候選比特數據流的上方和左方的鄰近性EU和EL分別用下式計算EU=Σj=1NWj(CjCAN-CjU)2]]>EL=Σj=1NWj(CjCAN-CjL)2]]>其中的CjCAN和CjREF表示所說的每一個候選的和所說的每一個基準的比特數據流的第j個變換系數，Wj是權重函數，它取決于第j個變換系數，而N是變換系數的總數目。
鄰近比特數據流替換電路260對于所有的鄰近程度作相互的比較，以便從所有的從鄰近性計算電路250饋送的所有的候選比特數據流的鄰近程度當中選擇一個最小值；以一個鄰近比特數據流取代誤差比特數據流，其中的鄰近比特數據流表示在所有的從在圖1中的候選比特數據流產生器710經過線路L20饋送的候選比特數據流的鄰近程度的最小值；并且將該鄰近比特數據流經過線路L40提供到圖1所示的緩存器800。
參考圖1，通過使用位置數據，緩存器800在其中存儲針對每一個數據塊的最佳比特數據流，其中的最佳比特數據流或是從開關600發送的比特數據流本身或是從鄰近比特數據流判定電路730饋送的鄰近比特數據流，并將該最佳比特數據流送到解碼器900。
根據傳統的解碼技術，例如VID、IQ和反離散余弦變換(IDCT)，解碼器900解碼該最佳比特數據流，以便產生解碼的數據。
盡管本發明已經參考特定的實施例作了描述，但是對于本專業的技術人員來說，在隨后的權利要求定義的精神實質的范圍內顯然能夠有各種的改變和修正。
權利要求
1.一種用于根據在逐個數據塊的基礎上相加的奇偶檢驗比特，隱蔽比特數據流中的誤差的方法，其中一視頻幀被劃分成多個相等大小的數據塊，并且這些數據塊的視頻信號被編碼成其比特數目彼此不同的比特數據流，該方法包括有步驟(a)根據其比特的數目順序地找出對應于這些數據塊的比特數據流；(b)檢測加到每一個比特數據流的一個奇偶檢驗比特，以便產生一個轉換信號，其中該轉換信號指示所說的每一個比特數據流是否為其中具有一個或多個誤差的比特數據流；(c)根據該轉換信號，選擇所說的每一個比特數據流或所說的每一個比特數據流的鄰近的比特數據流作為一個最佳的比特數據流，其中的鄰近的比特數據流是根據基準比特數據流與誤差比特數據流空間鄰接的鄰近程度而產生的；和(d)解碼該最佳的比特數據流以便在逐個數據塊的基礎上產生解碼的數據。
2.根據權利要求1的方法，如果產生針對誤差比特數據流的轉換信號，其中所說的選擇步驟包括有步驟(c1)產生多個候選的比特數據流，其中每一個候選的比特數據流可被用于來替換誤差比特數據流；(c2)檢測多個基準比特數據流，其中的每一個基準比特數據流相鄰于誤差比特數據流并且沒有或是已經隱蔽了其中的誤差，和；(c3)根據在候選比特數據流和基準比特數據流之間的相近的程度，在候選比特數據流當中確定鄰近比特數據流。
3.根據權利要求2的方法，其中的每一個候選的比特數據流都與誤差比特數據流相差別一個比特。
4.根據權利要求2的方法，其中的候選比特數據流是根據基準比特數據流而確定的。
5.根據權利要求2的方法，其中所說的確定步驟(c3)中包括有步驟(c31)解碼每一個候選的比特數據流，以便獲得用于所說的每一個候選比特數據流的變換系數；(c32)解碼每一個基準的比特數據流，以便獲得用于所說的每一個基準比特數據流的變換系數；(c33)順序地計算在用于所說的每一個候選比特數據流的變換系數和用于每一個所說的基準比特數據流的變換系數之間的各鄰近程度；和(c34)對這些鄰近程度進行相互的比較，以便選擇它們當中最小的一個鄰近程度；和(c35)利用對應于最小的鄰近程度的一個候選比特數據流取代該誤差比特數據流。
6.根據權利要求5的方法，其中的每一個候選比特數據流和每一個基準比特數據流的每一個鄰近程度EREF是根據下式計算的RREF=Σj=1NWj(CjCAN-CjREF)2]]>其中的CjCAN和CjREF分別表示所說的每一個候選的和所說的每一個基準的比特數據流的第j個變換系數，Wj是權重函數，它取決于第j個變換系數，而N是變換系數的總數目。
7.一種用于根據在逐個數據塊的基礎上相加的奇偶檢驗比特，隱蔽比特數據流中的誤差的裝置，其中一視頻幀被劃分成多個相等大小的數據塊，并且這些數據塊的視頻信號被編碼成其比特數目彼此不同的比特數據流，該裝置包括有裝置，用于根據其一比特的數目順序地找出對應于這些數據塊的比特數據流；誤差檢測電路，用于檢測加到每一個比特數據流的一個奇偶檢驗比特，以便產生一個轉換信號，其中該切換信號指示所說的每一個比特數據流是否為其中具有一個或多個誤差的比特數據流；隱蔽裝置，用于根據該轉換信號，選擇所說的每一個比特數據流或所說的每一個比特數據流的鄰近的比特數據流作為一個最佳的比特數據流，其中該鄰近的比特數據流是根據基準比特數據流與誤差比特數據流空間鄰接的鄰近程度而產生的；和一個解碼器，用于解碼該最佳的比特數據流以便在逐個數據塊的基礎上產生解碼的數據。
8.根據權利要求7的裝置，其中所說的隱蔽裝置包括一個候選比特數據流產生裝置，用于產生多個候選的比特數據流，其中每一個被選的比特數據流可被用于來替換誤差比特數據流；一個相鄰數據塊檢測電路，用于檢測多個基準比特數據流，其中的每一個基準比特數據流相鄰于誤差比特數據流并且沒有或是已經隱蔽了其中的誤差，和；一個鄰近比特數據流判定電路，用于根據在候選比特數據流和基準比特數據流之間的相近的程度，在候選比特數據流當中確定鄰近比特數據流。
9.根據權利要求8的裝置，其中的每一個候選的比特數據流都與誤差比特數據流差別一個比特。
10.根據權利要求8的裝置，其中的候選比特數據流是根據基準比特數據流而確定的。
11.根據權利要求8的裝置，其中所說的鄰近比特數據流判定裝置中包括有一個候選解碼器，用于解碼每一個候選的比特數據流，以便獲得用于所說的每一個候選比特數據流的變換系數；一個基準解碼器，用于解碼每一個基準的比特數據流，以便獲得用于所說的每一個基準比特數據流的變換系數；一個鄰近計算器，用于順序地計算在用于所說的每一個候選比特數據流的變換系數和用于每一個所說的基準比特數據流的變換系數之間的鄰近程度；和一個比較器，用于對這些鄰近程度進行相互的比較，以便選擇它們當中最小的一個鄰近程度；和一個替換器，用于以對應于最小的鄰近程度的一個候選比特數據流取代該誤差比特數據流。
12.根據權利要求11的裝置，其中的每一個候選比特數據流和每一個基準比特數據流的每一個鄰近程度EREF是根據下式計算的EREF=Σj=1NWj(CjCAN-CjREF)2]]>其中的CjCAN和CjREF表示所說的每一個候選的和所說的每一個基準的比特數據流的第j個變換系數，Wj是權重函數，它取決于第j個變換系數，而N是變換系數的總數目。
全文摘要
根據比特數目信息,以逐個數據塊為基礎將比特數據流劃分,并對加到每一個比特數據流的一個奇偶比特進行核查,以產生一個轉換信號。根據切換信號,所說的每一個比特數據流或針對所說的每一個比特數據流的一個鄰近比特數據流被選擇為一個最佳的比特數據流,其中的鄰近比特數據流的產生是根據基準比特數據流與所說的每一個比特數據流的空間鄰近的程度,并且最佳的比特數據流將在逐個數據塊的基礎上被解碼而產生解碼的數據。
文檔編號H04N7/68GK1185699SQ9711866
公開日1998年6月24日 申請日期1997年8月21日 優先權日1996年8月21日
發明者李尚勛 申請人:大宇電子株式會社