專利名稱：具有有用數(shù)據(jù)和冗余數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)流的信道解碼方法、用于信道解碼的裝置、計算機(jī)可讀的 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有有用數(shù)據(jù)和冗余數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)流的信道解碼方法、用于信道解碼的裝置、計算機(jī)可讀的存儲介質(zhì)以及計算機(jī)程序單元。
在[1]中公開過這種方法和這種裝置。所公開的原理是基于圖2所示的利用信道編碼和源編碼的數(shù)字信息傳輸模型。
在數(shù)字信息傳輸模型200中，源信息202從源201被輸送到源編碼器203，在該源編碼器內(nèi)產(chǎn)生數(shù)據(jù)流204。
所述的數(shù)據(jù)流204被輸入到信道編碼器205中，由該信道編碼器進(jìn)行信道編碼，然后把被信道編碼過的數(shù)據(jù)流206輸送到調(diào)制器207中，在那兒把所述被信道編碼過的數(shù)據(jù)流206加調(diào)制到預(yù)定頻率的載波信號上，并將其作為調(diào)制信號208經(jīng)物理信道、譬如經(jīng)無線連接或電話線路傳輸給具有解調(diào)器210的接收機(jī)。
在物理信道209內(nèi)，所述的調(diào)制信號208遭到干擾211，因此產(chǎn)生干擾的調(diào)制信號212。
被解調(diào)的數(shù)據(jù)流213被送入信道解碼器214中，在那兒進(jìn)行信道解碼，由此產(chǎn)生一個被信道解碼的數(shù)據(jù)流215。在源解碼器216內(nèi)對所述被信道解碼過的數(shù)據(jù)流215進(jìn)行解碼，并將其作為結(jié)果數(shù)據(jù)流217輸送給信宿218。
源編碼可以被理解為如下編碼，即在該編碼中對需傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，也就是說刪除掉所述需傳輸?shù)臄?shù)據(jù)中的多余冗余。
在本發(fā)明的范圍內(nèi)，信道編碼被理解成如下的方法，即通過插入冗余數(shù)據(jù)對數(shù)據(jù)流進(jìn)行編碼，以便利用盡可能少的差錯傳輸那些需從信源傳輸?shù)叫潘薜臄?shù)據(jù)流。因此在信道編碼的范圍內(nèi)，在發(fā)射側(cè)可控地給原本的有用數(shù)據(jù)插入冗余，以便能在接收側(cè)識別和校正在傳輸時經(jīng)物理信道209所產(chǎn)生的差錯。
一些信道編碼方法所基于的原理是前向糾錯原理，也即在該原理中直接糾正在發(fā)射側(cè)所求出的差錯。前向糾錯方法是一些使用塊碼、卷積碼、穿孔卷積碼或鏈碼。顯然在前向糾錯方法中，只是從所接收的數(shù)據(jù)流中執(zhí)行信道解碼，也就是說沒有經(jīng)反向信道的重復(fù)請求。
作為信道編碼的替換方法，還有被稱為自動重復(fù)請求(簡稱ARQ方法)的方法，該方法是基于在接收側(cè)識別差錯，并借助再傳輸來糾正所述的傳輸差錯。
由前向糾錯方法和ARQ方法組合起來便稱為混合ARQ方法，這在[2]中有所描述。在這種方法中，在發(fā)射側(cè)首先利用識錯碼對有用信息進(jìn)行編碼。隨后利用糾錯碼對該有用信息與所插入的冗余一起進(jìn)行編碼。首先在接收側(cè)解碼所述的糾錯碼(前向糾錯)。然后借助所述的識錯碼檢驗在被解碼的數(shù)據(jù)流中是否還存在剩余差錯。如果是這種情況，則通過反向信道請求重復(fù)所述的數(shù)據(jù)(重復(fù)請求)。混合ARQ方法的優(yōu)點在于，可以在一定程度上無差錯地實現(xiàn)傳輸，但必須以所有無差錯數(shù)據(jù)的傳輸?shù)木薮笱舆t為代價，而且所述的重復(fù)傳輸不能有效地利用已有的帶寬。
用于信道編碼和信道解碼的方法的缺點是，必須給有用數(shù)據(jù)插入大量的冗余數(shù)據(jù)，由此大大降低了可用的有用數(shù)據(jù)率。
但尤其在傳輸視頻數(shù)據(jù)時需要高的有用數(shù)據(jù)率。
在ARQ方法中還可以看出另一缺點，即雖然可以可靠地傳輸有用數(shù)據(jù)，但是在接收機(jī)方接收整個數(shù)據(jù)時，因發(fā)射機(jī)重復(fù)傳輸數(shù)據(jù)而會帶來大大的延遲，由此這種方法尤其不適用于實時應(yīng)用。
由于這種原因，尤其在傳輸視頻數(shù)據(jù)時通常只采用較簡單的基于前向糾錯原理的信道編碼方法，譬如利用軟判定-維特比-解碼器的卷積碼。尤其在物理信道被強(qiáng)烈干擾的情況下，這會在信道解碼之后導(dǎo)致較高的剩余差錯率，由此大大損害解碼圖像的圖像質(zhì)量。
在[3]中公開過把有用數(shù)據(jù)依次地輸入信道編碼器中兩次，并在經(jīng)物理信道傳輸之后依次執(zhí)行兩次信道解碼(串行碼鏈接)。在這種串行碼鏈接中，有用數(shù)據(jù)是利用糾錯碼進(jìn)行編碼(外部碼)。由此產(chǎn)生的數(shù)據(jù)隨后再利用第二(內(nèi)部的)碼進(jìn)行信道解碼。在傳輸之后首先對所述的內(nèi)部碼進(jìn)行信道解碼，然后再是所述的外部碼。
在串行碼鏈接的情況下，還已知由所述的解碼器交換信息并可以迭代地執(zhí)行所述的解碼(參見[6])。迭代解碼意味著，所述的外部信道解碼器不是立即把被解碼的數(shù)據(jù)流送往源解碼器，而是首先把一個側(cè)面信息返回到用于內(nèi)部碼的信道解碼器。該內(nèi)部碼信道解碼器把在所述內(nèi)部碼的重新解碼中所獲得的數(shù)據(jù)流再發(fā)送給所述的外部信道解碼器，然后也由該外部信道解碼器再次解碼所述的外部碼。這種方案可以迭代地重復(fù)(迭代解碼)。
該方案的缺點在于，通過雙重的信道編碼甚至更加提高了所需的冗余數(shù)據(jù)量，這會在經(jīng)物理信道傳輸數(shù)據(jù)時導(dǎo)致進(jìn)一步降低可用的有用數(shù)據(jù)率。
在[4]中公開過一種視頻圖像編碼方法，其中在源編碼范圍內(nèi)在數(shù)據(jù)流內(nèi)設(shè)立一個同步碼，利用該同步碼來分別描述數(shù)據(jù)流單元在數(shù)字化圖像內(nèi)的預(yù)定位置。
于是譬如可以采用該同步碼來·顯示圖像塊的開始和結(jié)束，·顯示宏塊的開始和結(jié)束，·也顯示圖像的開始和結(jié)束。
另外還通常設(shè)立同步碼來顯示需被用來傳輸待傳輸?shù)脑淳幋a數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)分組的開始或結(jié)束。
利用該方式，在源解碼范圍內(nèi)可以根據(jù)求出的同步碼把所接收的數(shù)據(jù)流內(nèi)的比特序列明確地分配給數(shù)據(jù)流內(nèi)的位置。換句話說，這意味著由所述的同步碼來確定所述數(shù)據(jù)流單元在數(shù)據(jù)流內(nèi)的位置。
另外從[5]還公開過檢測數(shù)據(jù)流內(nèi)的同步碼。
本發(fā)明所基于的問題在于對具有有用數(shù)據(jù)和冗余數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)流進(jìn)行信道解碼，與已知的前向糾錯方法相比，本發(fā)明可以實現(xiàn)更少的冗余數(shù)據(jù)量，并能相對于普通信道解碼方法更加改善差錯識別。
該問題通過各獨立權(quán)利要求所述的信道解碼方法、信道解碼裝置、計算機(jī)可讀的存儲介質(zhì)和計算機(jī)程序單元來解決。
在用于對具有有用數(shù)據(jù)和冗余數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)流進(jìn)行信道解碼的方法中，所述的數(shù)據(jù)流具有至少一個被源編碼的差錯比特序列，該比特序列標(biāo)識了數(shù)據(jù)流內(nèi)的一個預(yù)定位置，其中相應(yīng)被源編碼的無差錯比特序列是一個已知的比特序列，根據(jù)本發(fā)明，對所述的數(shù)據(jù)流進(jìn)行信道解碼。在下一步驟中從所述被信道解碼的數(shù)據(jù)流中求出所述被源編碼的差錯比特序列，并重新對所述的數(shù)據(jù)流進(jìn)行信道解碼。通過考慮所求出的被源編碼的差錯比特序列來產(chǎn)生數(shù)據(jù)流的這種重新信道解碼。
由于根據(jù)從所述被信道解碼的數(shù)據(jù)流中求出源編碼的差錯比特序列而可以求出譬如同步碼的位置和很可能正確的比特序列，所以在接收側(cè)能得到關(guān)于被正確解碼的比特序列的附加信息，該附加信息在對數(shù)據(jù)流進(jìn)行重新信道解碼時可以被用來改善差錯識別或糾錯。
在用于對具有有用數(shù)據(jù)和冗余數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)流進(jìn)行信道解碼的裝置中，所述的數(shù)據(jù)流具有至少一個源編碼的差錯比特序列，該比特序列標(biāo)識了數(shù)據(jù)流內(nèi)的一個預(yù)定位置，其中相應(yīng)被源編碼的無差錯比特序列是一個已知的比特序列，所述的裝置具有一個處理器，該處理器被如此地安裝以便執(zhí)行如下方法步驟·對所述的數(shù)據(jù)流進(jìn)行信道解碼，·求出所述被源編碼的差錯比特序列，·重新對所述的數(shù)據(jù)流進(jìn)行信道解碼，通過考慮所求出的被源編碼的差錯比特序列來產(chǎn)生數(shù)據(jù)流的這種重新信道解碼。
所述被考慮求出的一個或多個源編碼的比特序列可以是當(dāng)前解碼步驟的被求出的源編碼比特序列和/或在時間上處于前面的解碼步驟中求出的比特序列(用于利用位于相繼的圖像之間的統(tǒng)計相關(guān)性)。
另外還提供了一種計算機(jī)可讀的存儲介質(zhì)，其中存儲了一個用于對數(shù)據(jù)流進(jìn)行信道解碼的計算機(jī)程序。所述的數(shù)據(jù)流具有有用數(shù)據(jù)和冗余數(shù)據(jù)，其中該數(shù)據(jù)流還具有至少一個被源編碼的差錯比特序列，該比特序列標(biāo)識了數(shù)據(jù)流內(nèi)的一個預(yù)定位置，其中相應(yīng)被源編碼的無差錯比特序列是一個已知的比特序列。當(dāng)由處理器執(zhí)行所述存儲在計算機(jī)可讀的存儲介質(zhì)內(nèi)的的程序時便執(zhí)行如下方法步驟·對所述的數(shù)據(jù)流進(jìn)行信道解碼，·從所述被信道解碼的數(shù)據(jù)流中求出所述被源編碼的差錯比特序列，·重新對所述的數(shù)據(jù)流進(jìn)行信道解碼，通過考慮所求出的被源編碼的差錯比特序列來產(chǎn)生所述數(shù)據(jù)流的這種重新信道解碼。
可以由處理器來執(zhí)行一種用于對具有有用數(shù)據(jù)和冗余數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)流進(jìn)行信道解碼的計算機(jī)程序單元。所述的數(shù)據(jù)流具有至少一個被源編碼的差錯比特序列，該比特序列標(biāo)識了數(shù)據(jù)流內(nèi)的一個預(yù)定位置，其中相應(yīng)被源編碼的無差錯比特序列是一個已知的比特序列。當(dāng)由處理器執(zhí)行所述的程序單元時便執(zhí)行如下方法步驟·對所述的數(shù)據(jù)流進(jìn)行信道解碼，·從所述被信道解碼的數(shù)據(jù)流中求出所述被源編碼的差錯比特序列，·重新對所述的數(shù)據(jù)流進(jìn)行信道解碼，通過考慮所求出的被源編碼的差錯比特序列來產(chǎn)生所述數(shù)據(jù)流的這種重新信道解碼。
在一種用于對具有有用數(shù)據(jù)和冗余數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)流進(jìn)行信道解碼的裝置中，所述的數(shù)據(jù)流具有至少一個被源編碼的差錯比特序列，該比特序列標(biāo)識了數(shù)據(jù)流內(nèi)的一個預(yù)定位置，其中相應(yīng)被源編碼的無差錯比特序列是一個已知的比特序列，所述的裝置具有用于對所述的數(shù)據(jù)流進(jìn)行信道解碼的信道解碼器。另外還設(shè)有一種用于從所述被信道解碼的數(shù)據(jù)流中求出所述被源編碼的差錯比特序列的測定單元。所述的測定單元與所述的信道解碼如此地相連，使得可以把關(guān)于所述被源解碼的差錯比特序列輸入到所述的信道解碼器中。
本發(fā)明的優(yōu)選改進(jìn)方案由從屬權(quán)利要求給出。
下面所講述的本發(fā)明改進(jìn)方案既涉及方法又涉及裝置，還涉及計算機(jī)可讀的存儲介質(zhì)和計算機(jī)程序單元。
在本發(fā)明的一種改進(jìn)方案中規(guī)定，在求出所述被源編碼的差錯比特序列時分別求出所述比特序列的各個比特值具有一個確定值的概率。因此在所謂的軟判定范圍內(nèi)實現(xiàn)了由信道解碼器獲得一個關(guān)于各個比特值的非常準(zhǔn)確的信息，并因此很好地估測出所述可供信道解碼器使用的、關(guān)于被求出的源編碼差錯比特序列的信息是如何地可靠，由此在數(shù)據(jù)流的重新信道解碼中進(jìn)一步改善所實現(xiàn)的差錯識別或糾錯。
所述已知的比特序列可以是所述數(shù)據(jù)流的一個數(shù)據(jù)流單元的同步碼，用于明確地確定所述數(shù)據(jù)流單元在所述數(shù)據(jù)流中的位置。
于是，所述的數(shù)據(jù)流單元可以描述數(shù)字化圖像的一部分，并在此利用所述的同步碼來標(biāo)識下述位置中的至少一個·圖像塊的開始和結(jié)束，·宏塊的開始和結(jié)束，·圖像的開始和結(jié)束。
如果使用數(shù)據(jù)分組來傳輸有用數(shù)據(jù)，則也可以利用所述的同步碼來標(biāo)識數(shù)據(jù)分組的開始或結(jié)束，譬如通過用具有第二預(yù)定二進(jìn)制值的兩個比特來包圍具有第一預(yù)定二進(jìn)制值的預(yù)定數(shù)量的比特(第一二進(jìn)制值邏輯“0”，第二二進(jìn)制值邏輯“1”)。
利用該方法，可使用在源解碼范圍內(nèi)無論如何也能獲得的、用于同步各個圖像單元或通常地同步數(shù)據(jù)流的信息來識別差錯，以及把所識別的差錯和該差錯在數(shù)據(jù)流內(nèi)的所屬位置傳輸給所述的信道解碼器，由此在重新進(jìn)行信道解碼時可實現(xiàn)進(jìn)一步提高差錯識別或糾錯。
在本發(fā)明的一種改進(jìn)方案中，借助卷積碼來實現(xiàn)所述的信道編碼，尤其是借助穿孔的卷積碼，如[1]中所述。
在用于對穿孔卷積碼進(jìn)行解碼的方法中，通過對所求出的關(guān)于解碼的可靠信息進(jìn)行極好地處理來明顯地改善識錯能力。
借助與所述被源編碼的無差錯的已知比特序列進(jìn)行比較來求出所述被源編碼的差錯比特序列。譬如通過一種相關(guān)方法，由該方法在所接收的數(shù)據(jù)流內(nèi)搜尋某個預(yù)定的比特樣式，并在足夠可靠地識別該比特樣式的情況下將該比特樣式認(rèn)為是被源編碼的差錯比特序列。最簡單的相關(guān)方法是將已知的源編碼無差錯比特序列與被信道解碼的數(shù)據(jù)流中的比特進(jìn)行一對一地比較。原則上可以采用所有從同步中得知的方法，其譬如在[5]中描述過。
然而也可以求出一種附加信息，它可以借助對某些以前的被解碼圖像或也可以對典型的圖像序列進(jìn)行統(tǒng)計分析來求出，以便在重新信道解碼的范圍內(nèi)進(jìn)一步改善識錯能力。
于是譬如可以對以前的解碼圖像-譬如可視會議范圍內(nèi)的視頻圖像-進(jìn)行統(tǒng)計分析，并根據(jù)由此獲得的先驗信息-譬如根據(jù)某些比特切換概率-針對當(dāng)前的圖像(也即針對當(dāng)前圖像內(nèi)的圖像塊)將局部一致的區(qū)域的統(tǒng)計依賴性與以前的圖像進(jìn)行比較，以便以較高的概率求出與之一致的區(qū)域。如果根據(jù)統(tǒng)計分析，比如依照很低的比特切換概率，處于圖像背景的不動圖像區(qū)內(nèi)的比特相對于以前圖像的相同區(qū)域內(nèi)的比特必定是原本不變的，則由此可以認(rèn)為由于物理信道內(nèi)的干擾而發(fā)生了比特差錯。這可以再次以附加信息的形式通知所述的信道解碼器，并由該信道解碼器在繼續(xù)信道解碼的范圍內(nèi)使用它，以便改善差錯識別或糾錯。
因此本發(fā)明尤其適用于可視會議的范疇，因為在可視會議中只有少量的目標(biāo)移動，而且大量的背景區(qū)域是保持不變的，所以在一致的圖像區(qū)的相繼圖像內(nèi)，所述的比特基本上具有非常近似的結(jié)構(gòu)，從而上述的分析方法可以提供很好的結(jié)果。
顯然可把相應(yīng)的分析方法應(yīng)用于各個圖像目標(biāo)，譬如應(yīng)用于均勻運動的目標(biāo)的身體或頭部。
由于所述特別是關(guān)于同步碼的信息無論如何都可以在源解碼的范圍內(nèi)獲得，所以優(yōu)選地在源解碼范圍內(nèi)求出所述被源編碼的差錯比特序列，并隨后將該信息輸入到信道解碼器中以對數(shù)據(jù)流進(jìn)行重新的信道解碼。利用該方式只需最小地改變源解碼器的結(jié)構(gòu)，所以這會導(dǎo)致信道解碼能非常簡單而又便宜地實現(xiàn)。
在附圖中示出了本發(fā)明的實施例，下面來詳細(xì)講述它。
圖1簡略地示出了本發(fā)明第一實施例的用于對視頻圖像序列進(jìn)行源編碼/信道編碼和信道解碼/源解碼的裝置；圖2簡略地示出了用于數(shù)字信息傳輸?shù)哪Ｐ?；圖3A-3D分別示出了按照一種實施例的數(shù)據(jù)單元的結(jié)構(gòu)，其在數(shù)據(jù)分組的開始和結(jié)束處分別具有一個同步碼；圖4簡略地示出了多個測試圖像和具有視頻圖像的比特切換概率的矩陣，所述測試圖像被用來描述視頻圖像內(nèi)的各個比特對以前視頻圖像的統(tǒng)計依賴性，且所述概率是從測試圖像的統(tǒng)計分析中得出的。
實施例1圖1示出了一種具有攝像機(jī)101的視頻通信系統(tǒng)100，由所述的攝像機(jī)拍攝視頻通信系統(tǒng)100的用戶102的圖像。攝像機(jī)101通過連接線103與源編碼器104相連。在源編碼器104內(nèi)對所述攝像機(jī)101拍攝的、按照MPEG2標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字化的視頻圖像(源數(shù)據(jù)流105)進(jìn)行源編碼。
根據(jù)MPEG2標(biāo)準(zhǔn)，在產(chǎn)生源編碼的源數(shù)據(jù)流106內(nèi)包含有一個用于宏塊的同步碼301，利用它來明確地標(biāo)識視頻圖像的宏塊的開始。在同步碼301之后，按照MPEG2標(biāo)準(zhǔn)在數(shù)據(jù)分組內(nèi)含有一個被用作有用數(shù)據(jù)302的比特序列，它描述了所述宏塊的內(nèi)容，譬如包含在宏塊內(nèi)的圖像塊的各個像點的亮度信息。
在另一同步碼303中，針對宏塊的數(shù)據(jù)分組300標(biāo)識了數(shù)據(jù)分組300的結(jié)束。所述的第一同步碼301和第二同步碼303是明確地預(yù)定的比特序列，根據(jù)該實施例，具有邏輯“1”的預(yù)定數(shù)量的比特被具有邏輯二進(jìn)制值“0”的兩個比特所包圍(參看圖3A)。
經(jīng)源編碼的數(shù)據(jù)流106被輸入到信道編碼器107中，按照該實施例所述的信道編碼器107是一種卷積編碼器，它根據(jù)[2]所述的方法把所述經(jīng)源編碼的數(shù)據(jù)流106信道編碼成一個經(jīng)信道編碼的數(shù)據(jù)流108。
經(jīng)信道編碼的數(shù)據(jù)流108在經(jīng)調(diào)制(未示出)之后經(jīng)物理信道-經(jīng)無線連接或電話連接-被傳輸給接收機(jī)。在傳輸期間，由物理信道109上的噪聲產(chǎn)生干擾110。由干擾110引起的被干擾的信道編碼數(shù)據(jù)流111由接收機(jī)進(jìn)行接收，并在成功地解調(diào)之后輸入信道解碼器112。
通過信道編碼-如圖3B所示-給數(shù)據(jù)分組300插入冗余信息304，由此在信道解碼范圍內(nèi)可以識別出在經(jīng)物理信道109的傳輸期間因干擾110所帶來的差錯。
根據(jù)[2]所述的方法，在信道解碼器112內(nèi)對被干擾的信道編碼數(shù)據(jù)流111執(zhí)行信道解碼。通過信道解碼所產(chǎn)生的信道解碼數(shù)據(jù)流113被輸送到測定單元114。
在所述的測定單元內(nèi)借助相關(guān)方法求出所述信道解碼數(shù)據(jù)流中用同步碼所預(yù)定的明確比特序列。
如圖3C所示，針對第一實施例的其它實施方案假定，在第一同步碼301的第二比特305中，依據(jù)相關(guān)方法-如[5]所述-利用較大的概率來識別/已識別出錯的源編碼比特序列的相應(yīng)區(qū)域?qū)?yīng)于第一同步碼301。
由于接收機(jī)知道所述出錯的第一同步碼301具有哪種比特序列，所以按照該實施例識別和校正所述第一同步碼301的出錯的第二比特305，并把相應(yīng)的信息輸入到反饋回路115的信道解碼器112中。
由信道解碼器112對數(shù)據(jù)流進(jìn)行第二次信道解碼，但此時是利用附加的、由測定裝置114所產(chǎn)生的關(guān)于相應(yīng)宏塊第一同步碼301的第二比特305的信息。
盡管該實施例只是描述了很一般的情況以闡述本發(fā)明，但在相應(yīng)長的同步碼情況下或在相應(yīng)不同的相關(guān)方法情況下，同樣可以以較高的概率來識別多個比特差錯，并將該信息輸入信道解碼器113，然后在數(shù)據(jù)流的第二信道解碼范圍內(nèi)使用該信息，由此在數(shù)據(jù)流的第二信道解碼的范圍內(nèi)實現(xiàn)更好的識錯和糾錯。
按照第二信道解碼所產(chǎn)生的第二信道解碼數(shù)據(jù)流116被輸入到源解碼器117，由該源解碼器按照MPEG-2方法對所接收的信道解碼數(shù)據(jù)流116執(zhí)行源解碼。
通過源編碼器117重構(gòu)的視頻圖像118在屏幕119上被顯示給視頻通信系統(tǒng)100的用戶。
如圖3D所示，在第二信道解碼中，通過信道解碼器112把第一同步碼301的第二比特305再次置為正確的第一二進(jìn)制值，即邏輯“1”。由此通過本發(fā)明方法實現(xiàn)了第一同步碼301的正確解碼。
實施例2根據(jù)第二實施例，在原本對測試視頻圖像401、402、403、404、405進(jìn)行信道解碼之前(如圖4所示)，對圖像內(nèi)容進(jìn)行統(tǒng)計分析。
如同測試圖像401、402、403、404、405所示，視頻通信系統(tǒng)的用戶包含在相應(yīng)的圖像中以作為圖像目標(biāo)406。此外，在每個視頻圖像中還包括一個圖像背景407。在測試圖像401、402、403、404、405上，對視頻圖像內(nèi)的各個比特在各個視頻圖像之間的變化進(jìn)行統(tǒng)計分析(用箭頭408表示)。
每個視頻圖像由一個比特序列構(gòu)成，在一個圖像的分辨率為1024×768像點的情況下，每個像點利用8個比特編碼為亮度信息，每個視頻圖像將產(chǎn)生6.291.456個比特。
根據(jù)對測試圖像的分析而產(chǎn)生一個測試矩陣409，其中存儲了各個比特切換概率，利用每個比特切換概率410給出了兩個相繼的視頻圖像的比特流中的一個比特以何種概率切換其邏輯值。由此根據(jù)該實施例在測試矩陣409中產(chǎn)生6.291.456個比特切換概率410。
由此，根據(jù)該實施例并依照在時間上相繼的圖像的語音分析，在可視會議的范圍內(nèi)借助測試矩陣409在測定單元114內(nèi)按測試圖像的統(tǒng)計分析求出一個差錯比特序列與無差錯比特序列相協(xié)調(diào)的概率。
根據(jù)[5]講述的方法，求出所述被信道解碼的視頻數(shù)據(jù)流中的同步標(biāo)記。該信息隨后也在重新的信道解碼中被用作先驗信息。
由此根據(jù)對事先接收和解碼的圖像進(jìn)行分析來求出相繼的視頻圖像塊的比特序列之間的統(tǒng)計依賴性，并由此給出數(shù)據(jù)流中預(yù)定比特序列的概率。
這意味著，人們可以針對比特流的一部分并根據(jù)[5]所公開的方法來獲得關(guān)于其出現(xiàn)在相繼圖像中的先驗信息。
因此譬如可以采用一個比特切換概率作為先驗信息。為此，人們可以附加地針對典型的圖像材料、譬如針對一個測試序列的一系列圖像而在可視會議的范圍內(nèi)對數(shù)據(jù)流中的每個比特進(jìn)行分析它以何種頻率在相繼圖像的時間相繼的圖像塊中進(jìn)行變化。
根據(jù)第二實施例這是通過如下方式來實現(xiàn)的，即利用被編碼的視頻數(shù)據(jù)流的已知結(jié)構(gòu)來求出所述的比特切換概率。依據(jù)所述已知的結(jié)構(gòu)，譬如可以知道在某些圖像區(qū)和編碼視頻數(shù)據(jù)流中的比特群之間存在一種關(guān)系，譬如在塊群(GOB)中。所述的比特群在下文也稱作區(qū)。
隨后檢查被編碼的視頻數(shù)據(jù)流(比特流)所述圖像區(qū)內(nèi)的比特按照哪種統(tǒng)計描述而在圖像之間進(jìn)行變化。從該統(tǒng)計描述中可以針對一個區(qū)的每個比特求出一個比特切換概率，也就是求出一個圖像的每個比特值相對于在時間上緊隨其后的圖像的相應(yīng)比特而進(jìn)行變化的概率。
所求出的比特切換概率被再次通知給信道解碼器112，在對被干擾的信道解碼數(shù)據(jù)流111進(jìn)行第二信道解碼的范圍內(nèi)，由信道解碼器112將所述的信息用作先驗信息。
下面來講述以上實施例的幾個替代方案。
本發(fā)明既不局限于視頻圖像的傳輸，也不局限于用于信道編碼或信道解碼的卷積碼。
顯然，從本發(fā)明還可以看出，求出在源解碼的范圍內(nèi)無論如何也可得到的、用于求出出錯的信道解碼數(shù)據(jù)流中的差錯的信息，然后把相應(yīng)的差錯信息輸入到信道解碼器中，并在被干擾的數(shù)據(jù)流的第二信道解碼范圍內(nèi)考慮它。
測定單元114既可以集成在源解碼器117內(nèi)也可以集成在信道解碼器112自身內(nèi)。
另外需注意的是，第一實施例和第二實施例的功能性也可以在信道解碼的范圍內(nèi)結(jié)合起來進(jìn)行使用，因此進(jìn)一步改善可在所述被干擾的信道解碼數(shù)據(jù)流111的第二信道解碼中實現(xiàn)的差錯識別。
在本文獻(xiàn)中引用了如下公開出版物[1]B.Fridrichs，信道編碼，Springer，ISBN 3-540-58232-0，第1-29頁，1996年[2]J.Hagnauer，速率兼容穿孔的卷積碼(RCPC碼)及其應(yīng)用，IEEE關(guān)于通信的學(xué)報，卷36、號4、頁389-400，1998年4月[3]Shu Lin，David Costello差錯控制編碼-基礎(chǔ)與應(yīng)用。Prentice Hall第278頁及其之后的頁，第535頁及其之后的頁，ISBN0-13-282796-X[4]D.Le Gall，MPEG用于多媒體應(yīng)用的視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)，ACM的通信，卷34、號4、頁47-58，1991年4月[5]Heinrich Meyr，Marc Moenec1aey，Stefan Fechter，數(shù)字通信接收機(jī)，卷2，同步、信道估測和信號處理，John Wiley&Sons，ISBN0471502758[6]Joachim Hagenauer，E1ke Offer，以及Lutz Papke“二進(jìn)制塊和卷積碼的迭代解碼”，IEEE關(guān)于信息理論的學(xué)報，卷42、頁49-445，1996年
權(quán)利要求
1.用于對具有有用數(shù)據(jù)和冗余數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)流進(jìn)行信道解碼的方法，其中，所述的數(shù)據(jù)流具有至少一個被源編碼的差錯比特序列，該比特序列標(biāo)識了數(shù)據(jù)流內(nèi)的一個預(yù)定位置，其中相應(yīng)被源編碼的無差錯比特序列是一個已知的比特序列，·其中對所述的數(shù)據(jù)流進(jìn)行信道解碼，·其中從所述被信道解碼的數(shù)據(jù)流中求出所述被源編碼的差錯比特序列，·其中重新對所述的數(shù)據(jù)流進(jìn)行信道解碼，由數(shù)據(jù)流的這種重新信道解碼通過考慮所求出的被源編碼的差錯比特序列來產(chǎn)生所述的差錯比特序列。
2.按權(quán)利要求1的方法，其中，在求出所述被源編碼的差錯比特序列時分別求出所述比特序列的各個比特值具有一個確定值的概率。
3.按權(quán)利要求1或2的方法，其中，所述已知的比特序列是所述數(shù)據(jù)流的一個數(shù)據(jù)流單元的同步碼，用于明確地確定所述數(shù)據(jù)流單元在所述數(shù)據(jù)流中的位置。
4.按權(quán)利要求3的方法，·其中所述的數(shù)據(jù)流單元描述數(shù)字化圖像的一部分，·其中利用所述的同步碼來標(biāo)識下述位置中的至少一個-圖像塊的開始和結(jié)束，-宏塊的開始和結(jié)束，-圖像的開始和結(jié)束。
5.按權(quán)利要求3的方法，其中，利用所述的同步碼來標(biāo)識數(shù)據(jù)分組的開始或結(jié)束。
6.按權(quán)利要求1～5之一的方法，其中，借助卷積碼來實現(xiàn)所述的信道編碼。
7.按權(quán)利要求6的方法，其中，借助穿孔的卷積碼來實現(xiàn)所述的信道編碼。
8.按權(quán)利要求1～7之一的方法，其中，在所述被信道解碼的比特序列的源解碼范圍內(nèi)求出所述被源編碼的差錯比特序列。
9.按權(quán)利要求1～8之一的方法，其中，借助與所述被源編碼的無差錯的已知比特序列進(jìn)行比較來產(chǎn)生所述被源編碼的差錯比特序列。
10.按權(quán)利要求9的方法，其中，為了比較而采用一種相關(guān)方法，當(dāng)所述的比較得出一個超過預(yù)定的一致性程度的相關(guān)值時，便認(rèn)為求出了所述被源編碼的差錯比特序列。
11.按權(quán)利要求1～10之一的方法，·其中所述的數(shù)據(jù)流單元描述數(shù)字化圖像的一部分，·其中所述被源編碼的無差錯比特序列基本上與以前的數(shù)據(jù)流單元的被源編碼的無差錯比特序列相一致。
12.按權(quán)利要求11的方法，其中，所述被源編碼的無差錯比特序列是如下一種比特序列，即該比特序列描述了與以前圖像的以前數(shù)據(jù)流單元的被源編碼的無差錯比特序列相同的圖像區(qū)。
13.按權(quán)利要求12的方法，其中，給所述無差錯比特序列的每個比特分配一個與以前數(shù)據(jù)流單元的被源編碼的無差錯比特序列的相應(yīng)比特相一致的概率，并在重新進(jìn)行信道解碼的范圍內(nèi)考慮該概率。
14.按權(quán)利要求1～13之一的方法，被應(yīng)用于可視會議中。
15.用于對具有有用數(shù)據(jù)和冗余數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)流進(jìn)行信道解碼的裝置，其中，所述的數(shù)據(jù)流具有至少一個源編碼的差錯比特序列，該比特序列標(biāo)識了數(shù)據(jù)流內(nèi)的一個預(yù)定位置，其中相應(yīng)被源編碼的無差錯比特序列是一個已知的比特序列，所述的裝置具有一個處理器，該處理器被如此地安裝以便執(zhí)行如下方法步驟·對所述的數(shù)據(jù)流進(jìn)行信道解碼，·求出所述被源編碼的差錯比特序列，·重新對所述的數(shù)據(jù)流進(jìn)行信道解碼，通過考慮所求出的被源編碼的差錯比特序列來產(chǎn)生數(shù)據(jù)流的這種重新信道解碼。
16.用于對具有有用數(shù)據(jù)和冗余數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)流進(jìn)行信道解碼的裝置，其中，所述的數(shù)據(jù)流具有至少一個被源編碼的差錯比特序列，該比特序列標(biāo)識了數(shù)據(jù)流內(nèi)的一個預(yù)定位置，其中相應(yīng)被源編碼的無差錯比特序列是一個已知的比特序列，所述的裝置具有·用于對所述的數(shù)據(jù)流進(jìn)行信道解碼的信道解碼器，·用于從所述被信道解碼的數(shù)據(jù)流中求出所述被源編碼的差錯比特序列的測定單元，·所述的測定單元與所述的信道解碼如此地相連，使得可以把關(guān)于所述被源解碼的差錯比特序列輸入到所述的信道解碼器中。
17.按權(quán)利要求16的裝置，具有一個帶有測定單元的源解碼器。
18.計算機(jī)可讀的存儲介質(zhì)，其中存儲了一個用于對具有有用數(shù)據(jù)和冗余數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)流進(jìn)行信道解碼的計算機(jī)程序，所述的數(shù)據(jù)流具有至少一個被源編碼的差錯比特序列，該比特序列標(biāo)識了數(shù)據(jù)流內(nèi)的一個預(yù)定位置，其中相應(yīng)被源編碼的無差錯比特序列是一個已知的比特序列，當(dāng)由處理器執(zhí)行所述的程序時便執(zhí)行如下方法步驟·對所述的數(shù)據(jù)流進(jìn)行信道解碼，·從所述被信道解碼的數(shù)據(jù)流中求出所述被源編碼的差錯比特序列，·重新對所述的數(shù)據(jù)流進(jìn)行信道解碼，通過考慮所求出的被源編碼的差錯比特序列來產(chǎn)生所述數(shù)據(jù)流的這種重新信道解碼。
19.用于對具有有用數(shù)據(jù)和冗余數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)流進(jìn)行信道解碼的計算機(jī)程序單元，其中所述的數(shù)據(jù)流具有至少一個被源編碼的差錯比特序列，該比特序列標(biāo)識了數(shù)據(jù)流內(nèi)的一個預(yù)定位置，其中相應(yīng)被源編碼的無差錯比特序列是一個已知的比特序列，當(dāng)由處理器執(zhí)行所述的程序單元時便執(zhí)行如下方法步驟·對所述的數(shù)據(jù)流進(jìn)行信道解碼，·從所述被信道解碼的數(shù)據(jù)流中求出所述被源編碼的差錯比特序列，·重新對所述的數(shù)據(jù)流進(jìn)行信道解碼，通過考慮所求出的被源編碼的差錯比特序列來產(chǎn)生所述數(shù)據(jù)流的這種重新信道解碼。
全文摘要
數(shù)據(jù)流包含有用數(shù)據(jù)和冗余數(shù)據(jù)以及至少一個被源編碼的差錯比特序列，該比特序列標(biāo)識了數(shù)據(jù)流內(nèi)的一個預(yù)定位置。被源編碼的無差錯比特序列對信道解碼器是已知的。對所述的數(shù)據(jù)流進(jìn)行信道解碼，并從所述被信道解碼的數(shù)據(jù)流中求出所述被源編碼的差錯比特序列。重新對所述的數(shù)據(jù)流進(jìn)行信道解碼，通過考慮所求出的被源編碼的差錯比特序列來產(chǎn)生所述數(shù)據(jù)流的這種重新信道解碼。
文檔編號H03M13/29GK1422458SQ01807934
公開日2003年6月4日 申請日期2001年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月14日
發(fā)明者F·博克爾特, G·貝斯, R·布施曼 申請人:西門子公司