專利名稱：檢測(cè)數(shù)字圖像中差錯(cuò)的裝置及方法
相關(guān)申請(qǐng)的交叉參考本申請(qǐng)根據(jù)美國(guó)法典§120要求享有下列申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)No.60/371,695號(hào)臨時(shí)申請(qǐng)，遞交于2002年4月9日，以及名為“在數(shù)字圖像中檢測(cè)差錯(cuò)的裝置及方法”的臨時(shí)申請(qǐng)，遞交于2003年3月21日，上述的臨時(shí)申請(qǐng)通過(guò)引用結(jié)合與此。
背景技術(shù)：
I.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明一般涉及數(shù)據(jù)壓縮中的差錯(cuò)檢測(cè)，跟具體地說(shuō)，涉及壓縮數(shù)字圖像數(shù)據(jù)中的差錯(cuò)檢測(cè)。
II.相關(guān)技術(shù)描述視頻壓縮是多媒體中的關(guān)鍵因素。有效的數(shù)據(jù)壓縮可以增加在任何數(shù)字通信系統(tǒng)中播放的視頻的質(zhì)量并降低開銷。視頻壓縮技術(shù)的一個(gè)應(yīng)用是在活動(dòng)圖片(motion picture)產(chǎn)業(yè)中。
幾十年來(lái)，活動(dòng)圖片產(chǎn)業(yè)依靠復(fù)制(duplication)、分發(fā)(distribution)以及放映(projection)膠片電影(celluloid film)來(lái)將節(jié)目素材遞送到地理上分布于整個(gè)國(guó)家和世界的劇院。在很長(zhǎng)的時(shí)間里，分發(fā)電影素材的方法和機(jī)制保持相對(duì)沒(méi)有改變。一般，目前的電影復(fù)制和分發(fā)過(guò)程包括從優(yōu)質(zhì)(exceptional quality)的攝像底片(negative)上產(chǎn)生一主電影拷貝，從主電影拷貝生產(chǎn)分發(fā)底片，以及從分發(fā)底片生產(chǎn)分發(fā)影印(print)。根據(jù)發(fā)行的規(guī)模或者期望的用于分發(fā)電影的拷貝數(shù)量，可能會(huì)有更多的中間步驟或者在每個(gè)步驟生產(chǎn)多個(gè)拷貝。分發(fā)影印(稱為“正片(positive)”)，接下來(lái)使用物理方式分發(fā)至多個(gè)劇院并使用電影播放機(jī)播放。
盡管上述的分發(fā)過(guò)程可以使用，但它存在固有的限制。由于使用電影的膠片材質(zhì)以及電影媒質(zhì)的帶寬限制，在提供高保真(high fidelity)多通道音頻節(jié)目的能力上有局限。因此，需要很高的花費(fèi)來(lái)制作大量的電影副本，對(duì)于一部特制片長(zhǎng)度(feature length)的電影來(lái)說(shuō)，每一個(gè)拷貝需要花費(fèi)幾百或者幾千美元。將膠片電影的大容器罐(canister)物理分發(fā)到大量并且在不斷增長(zhǎng)的劇院位置也存在昂貴、復(fù)雜和延遲的問(wèn)題。另外，這種類型的電影很容易在使用中被破壞以及/或者質(zhì)量快速下降，因而影響播放體驗(yàn)。
因此，新穎和新興的技術(shù)被發(fā)展以提供當(dāng)前電影分發(fā)問(wèn)題的替代技術(shù)。一種這樣的方法是使用衛(wèi)星傳輸。然而，為了在“實(shí)時(shí)”發(fā)射高質(zhì)量的音頻/視頻(AV)信號(hào)，要求的數(shù)據(jù)速率(比特每秒)為1.5千兆(billion)比特每秒。這樣的高數(shù)據(jù)速率要求相當(dāng)于整個(gè)衛(wèi)星的容量來(lái)發(fā)射一單個(gè)節(jié)目，這是驚人的昂貴的。于是，高質(zhì)量AV素材分發(fā)的衛(wèi)星傳輸在商業(yè)上尚不可行。此外，接收的信息必須使用高質(zhì)量的播放機(jī)來(lái)播放，這在之前是不存在的。結(jié)果，基于衛(wèi)星的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的實(shí)現(xiàn)將是昂貴的并將從根本上改變當(dāng)前的電影分發(fā)和播放的方式。
發(fā)展的數(shù)字技術(shù)也提出了一種分發(fā)的概念，其將節(jié)目素材以電子方式保存在一數(shù)字化的格式中。數(shù)字化的格式可在多種磁介質(zhì)或者微型光盤上分發(fā)，或者通過(guò)有線、光纖、無(wú)線或者衛(wèi)星通信系統(tǒng)發(fā)射。這些存儲(chǔ)介質(zhì)一般具有4.5千兆字節(jié)(GB)至18千兆字節(jié)(GB)的容量范圍。然而，一具有大約40Mbps平均圖像壓縮比特率圖像軌道和大約8Mbps音頻以及控制信息的普通兩小時(shí)電影要求大約45GB的存儲(chǔ)空間。因此，即使實(shí)現(xiàn)了高存儲(chǔ)容量的DVD-ROM光盤，一兩個(gè)小時(shí)的電影要求使用多個(gè)足夠容量的DVD-ROM光盤。
為了降低保存高質(zhì)量電子圖像的數(shù)據(jù)速率要求，發(fā)展了壓縮算法。一種能夠在保持圖像信號(hào)的質(zhì)量的情況下提供有效壓縮的數(shù)字動(dòng)態(tài)壓縮技術(shù)使用編碼離散余弦變換(DCT)系數(shù)數(shù)據(jù)的自適應(yīng)大小塊和子塊。該技術(shù)在此后稱為自適應(yīng)塊大小離散余弦變換(ABSDCT)方法。自適應(yīng)塊的大小被選擇以利用(exploit)存在的用于圖像數(shù)據(jù)幀內(nèi)的信息的冗余。該技術(shù)在美國(guó)專利號(hào)N0.5,021,891，題為“Adaptive Block Size Image Compression Method AndSystem”中揭示，轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人并通過(guò)引用結(jié)合與此。DCT技術(shù)在美國(guó)專利號(hào)No.5,107,345，題為“Adaptive Block Size Image Compression MethodAnd System”中揭示，轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人并通過(guò)引用結(jié)合與此。此外，結(jié)合離散四叉樹變換(Discrete Quadtree Transform)技術(shù)使用ABSDCT技術(shù)在美國(guó)專利No.5,452,104，題為“Adaptive Block Size Image Compression MethodAnd System”中討論，也轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人并通過(guò)引用結(jié)合與此。在這些專利中揭示的系統(tǒng)使用幀內(nèi)(intraframe)編碼，其中一圖像序列的每一個(gè)幀不考慮任何其他幀的內(nèi)容而被編碼。
諸如ABSDCT壓縮技術(shù)的技術(shù)提供“數(shù)字影院”系統(tǒng)的可能性。一般定義，數(shù)字影院是指電子分發(fā)并播放高質(zhì)量的電影節(jié)目，該電影節(jié)目已被轉(zhuǎn)換成或者初始就準(zhǔn)備為一數(shù)字電子表示(representation)以達(dá)到存儲(chǔ)、傳輸以及播放的目的。數(shù)字影院系統(tǒng)將克服目前電影分發(fā)過(guò)程中的很多限制。數(shù)字系統(tǒng)不會(huì)像膠片電影那樣隨著時(shí)間流逝而導(dǎo)致質(zhì)量下降。此外，數(shù)字系統(tǒng)可通過(guò)允許在數(shù)字系統(tǒng)自身內(nèi)實(shí)現(xiàn)安全措施(measure)來(lái)消除偷竊和對(duì)電影非法的復(fù)制。并且，使用數(shù)字電子格式來(lái)分發(fā)電影信息確實(shí)增加了不降低質(zhì)量的快速、低價(jià)的復(fù)制的潛力。
然而，一個(gè)完整的數(shù)字影院系統(tǒng)還沒(méi)有被活動(dòng)圖片產(chǎn)業(yè)或者相關(guān)技術(shù)發(fā)研制出來(lái)。具體而言，即使電影信息可被充分地壓縮用于分發(fā)，由于其包含了大量的數(shù)據(jù)，可能會(huì)出現(xiàn)差錯(cuò)。例如，差錯(cuò)可能在壓縮、存儲(chǔ)以及/或者解壓縮數(shù)據(jù)期間出現(xiàn)。同樣，差錯(cuò)可能在傳輸將壓縮的數(shù)據(jù)期間出現(xiàn)。特別的，對(duì)于通過(guò)無(wú)線傳輸實(shí)時(shí)傳遞的信息，差錯(cuò)可能由于無(wú)線信道的本質(zhì)存在的高等級(jí)干擾而產(chǎn)生。由于這些差錯(cuò)，經(jīng)壓縮的數(shù)據(jù)中的部分可能失真(distorted)、損壞甚至丟失。數(shù)據(jù)中的這些差錯(cuò)經(jīng)常導(dǎo)致延遲或者導(dǎo)致恢復(fù)原始數(shù)據(jù)的困難。因此，需要差錯(cuò)檢測(cè)技術(shù)來(lái)保證經(jīng)壓縮數(shù)據(jù)信息的可靠性和效率。
發(fā)明概要按照本發(fā)明的裝置及方法允許在經(jīng)壓縮的數(shù)字圖像信息中檢測(cè)差錯(cuò)。更具體地說(shuō)，差錯(cuò)可在經(jīng)壓縮的數(shù)字圖像信息的特定部位被檢測(cè)。因此，當(dāng)差錯(cuò)被檢測(cè)時(shí)，例如在解壓縮期間，經(jīng)壓縮的數(shù)字圖像信息的小部分需要被丟棄并替換，或者僅僅是丟棄。由于僅僅是有差錯(cuò)的部分被丟棄，使用本發(fā)明的任何數(shù)字通信的可靠性和效率可增加。
在一個(gè)實(shí)施例中，一裝置包括一圖像壓縮器配置成用以壓縮數(shù)字圖像信息。圖像壓縮器包括一差錯(cuò)檢測(cè)模塊配置成增加一差錯(cuò)檢測(cè)指示符至經(jīng)壓縮的數(shù)字圖像信息。差錯(cuò)檢測(cè)指示符可以是一簽名、一幀號(hào)以及/或者一數(shù)字信息分量類型中的一個(gè)或者其組合。
在另一個(gè)實(shí)施例中，一裝置和方法包括用于壓縮數(shù)字圖像信息成經(jīng)壓縮的數(shù)字圖像信息的裝置；以及用于產(chǎn)生并增加一差錯(cuò)檢測(cè)指示符至經(jīng)壓縮的數(shù)字圖像信息的裝置。該裝置還可包括用于轉(zhuǎn)換圖像信息成數(shù)字圖像信息的裝置。
在另一個(gè)實(shí)施例中，一用于壓縮數(shù)字圖像的裝置包括用于從空間域轉(zhuǎn)換數(shù)字圖像信息至頻域并產(chǎn)生變換系數(shù)的變換裝置；用于量化變換系數(shù)的裝置；用于壓縮經(jīng)量化的變換系數(shù)的可變長(zhǎng)度編碼裝置；用于產(chǎn)生經(jīng)壓縮的信息的至少一個(gè)差錯(cuò)檢測(cè)指示符的裝置；以及用于再經(jīng)壓縮的信息中增加至少一個(gè)差錯(cuò)檢測(cè)指示符的裝置。
在另一個(gè)實(shí)施例中，一裝置包括一信息壓縮器配置成解壓縮經(jīng)壓縮的數(shù)字圖像信息成經(jīng)解壓縮的數(shù)字圖像的信息以播放。圖像解壓縮器包括一差錯(cuò)檢測(cè)模塊配置成在數(shù)字圖像的經(jīng)壓縮的信息中檢測(cè)差錯(cuò)。差錯(cuò)檢測(cè)模塊可使用至少一個(gè)被增加至經(jīng)壓縮的信息的差錯(cuò)檢測(cè)指示符來(lái)檢測(cè)差錯(cuò)。如果在解壓縮期間出現(xiàn)無(wú)效編碼或者如果有一個(gè)或多個(gè)經(jīng)壓縮的位在解壓縮經(jīng)壓縮的信息后仍存在，差錯(cuò)檢測(cè)模塊還可以檢測(cè)該差錯(cuò)。
在另一個(gè)實(shí)施例中，一裝置和方法包括用于解壓縮數(shù)字圖像的經(jīng)壓縮的數(shù)字圖像信息成經(jīng)解壓縮的用于數(shù)字圖像播放的信息的裝置；以及用于在經(jīng)解壓縮的信息中檢測(cè)差錯(cuò)的裝置；在另一個(gè)實(shí)施例中，一用于解碼經(jīng)壓縮的信息的裝置包括用于解壓縮經(jīng)壓縮的信息成經(jīng)解壓縮信息的可變長(zhǎng)度解碼裝置；用于反向量化經(jīng)解壓縮的信息的裝置；用于從頻域轉(zhuǎn)換經(jīng)反向量化的經(jīng)解壓縮的信息至空間域的裝置；以及用于在經(jīng)解壓縮的信息中使用至少一個(gè)被增加至經(jīng)壓縮的信息的差錯(cuò)檢測(cè)指示符來(lái)檢測(cè)差錯(cuò)的裝置。
在另一個(gè)實(shí)施例中，一用于解碼經(jīng)壓縮的信息的方法包括可變長(zhǎng)度解碼經(jīng)壓縮的信息成經(jīng)解壓縮的信息；在經(jīng)壓縮的信息中使用至少一個(gè)被增加至經(jīng)解壓縮的信息的差錯(cuò)檢測(cè)指示符來(lái)檢測(cè)差錯(cuò)；反向量化經(jīng)解壓縮的信息；以及從頻域轉(zhuǎn)換經(jīng)反向量化的解壓縮的信息至空間域。
在另一個(gè)實(shí)施例中，一存儲(chǔ)數(shù)字圖像信息的存儲(chǔ)介質(zhì)包括數(shù)字圖像信息的經(jīng)壓縮的數(shù)據(jù)；以及一至少覆蓋數(shù)字圖像信息的一部分的簽名以允許在對(duì)經(jīng)壓縮的數(shù)據(jù)的解壓縮中進(jìn)行差錯(cuò)檢測(cè)。存儲(chǔ)介質(zhì)還可以包括經(jīng)壓縮的數(shù)據(jù)的分量類型信息；以及經(jīng)壓縮數(shù)據(jù)的幀號(hào)信息。簽名可由多重輸入移位寄存器產(chǎn)生。
附圖簡(jiǎn)述本發(fā)明將結(jié)合下列附圖進(jìn)一步詳細(xì)描述，其中相同的參考標(biāo)號(hào)表示相同的元件，其中

圖1示出一數(shù)字影院系統(tǒng)的一實(shí)施例；圖2示出一編碼器的一實(shí)施例；圖3示出一圖像壓縮器的一實(shí)施例；圖4示出一解碼器的一實(shí)施例；圖5示出一圖像家壓縮器的一實(shí)施例；圖6示出一用于編碼圖像信息的方法的一實(shí)施例；以及圖7示出一用于解碼經(jīng)壓縮的數(shù)字圖像信息的一實(shí)施例。
發(fā)明詳述一般，該裝置及方法允許在經(jīng)壓縮和解壓縮的數(shù)字圖像信息中檢測(cè)差錯(cuò)。在一個(gè)實(shí)施例中，一編碼器增加一差錯(cuò)檢測(cè)指示符至經(jīng)壓縮的數(shù)字圖像信息以允許在解碼器處檢測(cè)差錯(cuò)。用來(lái)檢測(cè)差錯(cuò)的差錯(cuò)檢測(cè)指示符可以是，但不限于一圖像幀號(hào)、一分量類型或者一有多重輸入移位寄存器(MISR)產(chǎn)生的簽名。為了檢測(cè)差錯(cuò)，解碼器在解壓縮時(shí)驗(yàn)證幀號(hào)、分量類型或者簽名。由解碼器恢復(fù)的數(shù)據(jù)中的差錯(cuò)也可以被檢測(cè)，如是否有經(jīng)壓縮的位在經(jīng)壓縮之后仍保留以及/或者是否在解壓縮中有無(wú)效編碼。按照本發(fā)明的差錯(cuò)檢測(cè)顯著增加了使用視頻信息壓縮/解壓縮的系統(tǒng)，特別是在使用大量數(shù)據(jù)信息的壓縮/解壓縮的系統(tǒng)的可靠性。本發(fā)明的一個(gè)應(yīng)用是在數(shù)字影院的領(lǐng)域中。
數(shù)字影院可以包括電子產(chǎn)生、壓縮、加密并存儲(chǔ)音頻/視頻節(jié)目，例如在劇院系統(tǒng)、劇院、劇院聯(lián)合企業(yè)(complexes)和/或播放系統(tǒng)中的活動(dòng)圖片。因此，本發(fā)明可應(yīng)用于在諸如劇院或者劇院聯(lián)合企業(yè)、戶外露天劇院、駕駛劇院、市民禮堂、學(xué)校以及特定的餐廳的多種地點(diǎn)播放圖像和/或音頻信息。為了說(shuō)明，本發(fā)明將結(jié)合劇院或者劇院聯(lián)合企業(yè)來(lái)描述。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易理解本發(fā)明可應(yīng)用于其他類型的地點(diǎn)、系統(tǒng)以及領(lǐng)域。
同樣，如這里所揭示的，術(shù)語(yǔ)“節(jié)目”是指一個(gè)或多個(gè)用于在影院、電視以及/或者許多其它的播放系統(tǒng)和/或地點(diǎn)中放映的電影。術(shù)語(yǔ)“電影”是指包括但不限于電影的完整部分、電影剪輯、商業(yè)電影(commercial)、戲劇或者是它們的組合。術(shù)語(yǔ)“存儲(chǔ)介質(zhì)”是指一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)裝置包括諸如數(shù)字通用光盤(DVD)或者可移動(dòng)硬盤(RHD)的高容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備。術(shù)語(yǔ)“加密”是指處理各種源的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流的幾種裝置中的任何一種，使用多種加密技術(shù)中的任意一種來(lái)擾碼、覆蓋、或使用經(jīng)由采用秘密數(shù)字值(“密鑰”)產(chǎn)生的序列直接加密數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流，這種方式在不知道加密密鑰值的情況下很難恢復(fù)原始數(shù)據(jù)序列。
數(shù)字影院系統(tǒng)100的一個(gè)實(shí)施例在圖1種說(shuō)明。數(shù)字影院系統(tǒng)100包括兩個(gè)主要系統(tǒng)至少一個(gè)中央設(shè)備或者集線器102以及至少一個(gè)播放或者劇院子系統(tǒng)104。集線器102和劇院子系統(tǒng)104與待審查的美國(guó)專利序列號(hào)Nos.09/564,174和09/563,880中的具有類似的設(shè)計(jì)，兩份專利均在2000年5月3日遞交并轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人。
一般，集線器102包括源產(chǎn)生器110以接收節(jié)目素材并產(chǎn)生電影的數(shù)字版本。數(shù)字信息由編碼器120使用預(yù)先選擇的格式或者進(jìn)程壓縮并由集線器存儲(chǔ)模塊130存儲(chǔ)在一存儲(chǔ)介質(zhì)180中。網(wǎng)絡(luò)管理器140監(jiān)視并發(fā)送控制信息至源產(chǎn)生器110、編碼器120以及集線器存儲(chǔ)模塊130。數(shù)字信息也可以由編碼器120進(jìn)行加密。在這種情況下，集線器102可選擇性地包括一調(diào)整存取管理器150以提供特定電子密鑰信息，使得僅僅特定的地區(qū)，例如劇院被授權(quán)在特定的時(shí)間上映特定的節(jié)目。
在劇院系統(tǒng)104中，劇院管理器160控制一個(gè)或多個(gè)劇院模塊170?；趧≡嚎刂破?60接收的控制信息，劇院存儲(chǔ)模塊171傳送存儲(chǔ)在存儲(chǔ)媒質(zhì)180上的經(jīng)壓縮的信息至一重放(playback)模塊173。重放模塊173從劇院模塊171接收經(jīng)壓縮的信息并準(zhǔn)備經(jīng)壓縮的信息成一預(yù)定的序列、大小和數(shù)據(jù)速率。重放模塊173接下來(lái)輸出經(jīng)壓縮的信息至解碼器175。在解碼器175，經(jīng)壓縮的信息被解密(如果需要)、解壓縮并輸出至一放映器177和一聲音模塊179。在劇院管理器160的控制下、放映器177在放映界面上放映圖像信息而聲音模塊179在聲音系統(tǒng)上播放音頻信息。
需要注意，盡管源產(chǎn)生器110和編碼器120是在圖1中所示的集線器102中的一部分，源產(chǎn)生器110和編碼器120中的一個(gè)或者兩者可以位于諸如電影或者電視生產(chǎn)制作室的分開的設(shè)施中。同樣，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)可通過(guò)一數(shù)字影院或者數(shù)種公知的數(shù)字圖像產(chǎn)生設(shè)備中的任一種而被提供給編碼器120。
圖2示出了編碼器200的一個(gè)實(shí)施例，配置成從源產(chǎn)生器110中接收數(shù)字信息。數(shù)字圖像和音頻信息在進(jìn)行進(jìn)一步處理之前可被存儲(chǔ)在幀緩沖(沒(méi)有示出)中。圖像處理器210被配置成壓縮數(shù)字圖像信息而數(shù)字圖像信息一般被傳遞至一音頻壓縮器230以進(jìn)行壓縮。圖像壓縮器210和音頻壓縮器230可分別使用任何數(shù)量的壓縮技術(shù)壓縮數(shù)字圖像和音頻圖像信息。在一個(gè)實(shí)施例中，圖像壓縮器210壓縮數(shù)字圖像信息并包括一差錯(cuò)檢測(cè)模塊215，配置成在經(jīng)壓縮的信息中增加一差錯(cuò)檢測(cè)指示符。
圖像壓縮器210還可包括一諸如多重輸入移位寄存器(MISR)的簽名產(chǎn)生器(沒(méi)有示出)以產(chǎn)生差錯(cuò)檢測(cè)指示符。MISR是一個(gè)公知的設(shè)備，使用公知的在多項(xiàng)式上采用異或(XOR)操作的技術(shù)以產(chǎn)生唯一的編碼或簽名。通過(guò)使用數(shù)字圖像信息的一部分作為測(cè)試模型(test pattern)，MISR產(chǎn)生該部分的一簽名。數(shù)字圖像信息接下來(lái)被壓縮且MISR簽名被增加至經(jīng)壓縮的信息。在解碼器175，MISR簽名被使用相同的多項(xiàng)式重新產(chǎn)生且經(jīng)壓縮的信息中相應(yīng)的部分被作為測(cè)試模式。如果MISR簽名不匹配，則一個(gè)差錯(cuò)在該部分中被檢測(cè)。此處，該部分由根據(jù)輸入圖像數(shù)據(jù)流的結(jié)構(gòu)的簽名所覆蓋。
一般，編碼器輸入數(shù)據(jù)流由圖像幀組成，一圖像幀一般可被分成數(shù)個(gè)片段(slice)，一個(gè)片斷可被分為數(shù)個(gè)數(shù)據(jù)塊，一個(gè)數(shù)據(jù)塊可被分為數(shù)個(gè)像素，像素是圖像的最小單元。每個(gè)圖像幀包括一整數(shù)數(shù)量的片段而每個(gè)圖像片段表示一組16根連續(xù)掃描線的圖像信息。在這種情況下，每個(gè)數(shù)據(jù)塊對(duì)應(yīng)整個(gè)圖像幀中的16×16的像素塊。同樣，一幀可被分割成奇數(shù)和偶數(shù)和片段，于是形成奇數(shù)半幀和偶數(shù)半幀。在一個(gè)實(shí)施例中，半幀是由解碼器處理的經(jīng)壓縮的數(shù)據(jù)信息的基本分組。此外，一圖像像素一般可用紅、綠、藍(lán)(RGB)色彩分量系統(tǒng)表示。然而，因?yàn)槿祟惖难劬?duì)亮度的變化比色度的變化敏感，YCbCr色彩空間一般在視頻壓縮中被使用來(lái)表示圖像像素。YCbCr色彩空間是對(duì)RGB分量的線性變換，其中Y是亮度分量、Cb和Cr是色度分量。如果一幀被分成奇/偶幀，會(huì)有三個(gè)奇半幀和三個(gè)偶半幀對(duì)應(yīng)于分量Y、Cb和Cr。
在上面的描述中，一片段可表示一組不同于16根連續(xù)掃描線的一組連續(xù)掃描線。同樣，按照本發(fā)明具有相同或者不同數(shù)量的色彩分量的不同的色彩空間可被用來(lái)表示一圖像像素。
MISR簽名可覆蓋數(shù)字圖像數(shù)據(jù)的一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)塊、一個(gè)或多個(gè)片段、一個(gè)或多個(gè)半幀或者一個(gè)或多個(gè)幀。根據(jù)MISR簽名，差錯(cuò)可在塊、片段、半幀、幀或者其他合適或者適當(dāng)?shù)膯卧斜粰z測(cè)。在另一個(gè)實(shí)施例中，差錯(cuò)檢測(cè)指示符可以是幀號(hào)或者是被增加到經(jīng)壓縮的數(shù)據(jù)中的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)的色彩分量的類型。在另一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)幀號(hào)、分量類型以及MISR簽名或它們的組合可被用于在解碼器175檢測(cè)差錯(cuò)。幀號(hào)、色彩分量和/或MISR簽名可在解碼器175被驗(yàn)證以檢測(cè)在對(duì)經(jīng)壓縮的信息的解壓縮中的差錯(cuò)，這將結(jié)合圖4和圖5進(jìn)行描述。
回到圖2，經(jīng)壓縮的圖像信息可被提供給至少一個(gè)圖像加密器220而經(jīng)壓縮的音頻信息可被提供給至少一個(gè)音頻加密器240。圖像加密器220和音頻加密器240分別加密經(jīng)壓縮的圖像和音頻信息，使用任何數(shù)量的公知加密技術(shù)。例如，每一個(gè)圖像和/或音頻節(jié)目可使用特定的電子密鑰信息，其授權(quán)劇院或者其他放映地點(diǎn)上映特定的節(jié)目。密鑰信息可使用諸如智能卡的可傳輸存儲(chǔ)元件在期望重放該節(jié)目之前被發(fā)射或者遞送到授權(quán)的劇院。
經(jīng)壓縮并可任選地經(jīng)加密的圖像和音頻信號(hào)都被提供給多路復(fù)用器250。在多路復(fù)用器250，圖像和音頻信息與時(shí)間同步信息一起復(fù)用以允許圖像和音頻流信息在劇院子系統(tǒng)104按照時(shí)間對(duì)齊的方式重放。多路復(fù)用的信號(hào)接下來(lái)由節(jié)目分組器260處理，其分組數(shù)據(jù)以形成節(jié)目流。經(jīng)分組的圖像和音頻節(jié)目流被發(fā)送到集線器存儲(chǔ)模塊130以存儲(chǔ)在存儲(chǔ)介質(zhì)180。在另一個(gè)實(shí)施例中，圖像和音頻信息也可以被分開地處理并分開地分組，而不是多路復(fù)用。
壓縮器210和230，加密器220和240，多路復(fù)用器250以及節(jié)目分組器260是由一壓縮/加密模塊(CEM)控制器270控制。CEM控制器270與網(wǎng)絡(luò)管理器140通信并主要負(fù)責(zé)控制及監(jiān)視編碼器200。CEM控制器270可由軟件控制的處理器實(shí)現(xiàn)并可被配置為通用功能硬件，包括多種可編程電子設(shè)備和/或在軟件和/或固件程序控制下操作的計(jì)算機(jī)。CEM控制器270也可以通過(guò)使用其他技術(shù)實(shí)現(xiàn)，例如通過(guò)一個(gè)或者多個(gè)ASIC和/或通過(guò)一個(gè)或者多個(gè)電路卡組件。
圖3顯示了按照本發(fā)明的一圖像處理器300的一個(gè)實(shí)施例。圖像處理器300包括一變換模塊310、一量化模塊320以及一可變長(zhǎng)度編碼(VLC)模塊330。變換模塊310將數(shù)字化的圖像信息從空間轉(zhuǎn)換至頻域并產(chǎn)生變換系數(shù)。量化模塊320量化變換系數(shù)而VLC330使用可變長(zhǎng)度編碼技術(shù)壓縮經(jīng)量化的變換系數(shù)。在一個(gè)實(shí)施例中，VLC330產(chǎn)生一差錯(cuò)檢測(cè)指示符而差錯(cuò)檢測(cè)模塊215增加該差錯(cuò)檢測(cè)指示符至經(jīng)壓縮的信息。此處，差錯(cuò)檢測(cè)指示符可以是后面附加的或者是先面附加的。VLC330可包括一簽名產(chǎn)生器335以產(chǎn)生上述的簽名用于差錯(cuò)檢測(cè)指示符。簽名產(chǎn)生器335可由MISR實(shí)施以在壓縮期間產(chǎn)生簽名。在一些實(shí)施例中，簽名在可變長(zhǎng)度編碼之前或者期間從經(jīng)量化的變換系數(shù)中產(chǎn)生。在一可選實(shí)施例中，簽名可在可變長(zhǎng)度編碼之后產(chǎn)生。
變換模塊310可以是離散余弦變換(DCT)模塊，其轉(zhuǎn)換一時(shí)間采樣信號(hào)至同一信號(hào)的頻率表現(xiàn)。例如，圖像壓縮器300使用在美國(guó)專利號(hào)Nos.5,021,891、5,107,345和5,452,104中描述的自適應(yīng)大小DCT(ABSDCT)處理技術(shù)處理數(shù)字圖像信號(hào)。
一般，每個(gè)亮度和色度分量被傳輸?shù)揭粔K交錯(cuò)器(沒(méi)有示出)。一16×16塊被提供給該塊交錯(cuò)器，其排序該16×16塊中的圖像樣本以產(chǎn)生用于DCT分析的數(shù)據(jù)的塊和合成子塊。在一個(gè)實(shí)施例中，一16×16DCT被應(yīng)用于第一排序，4個(gè)8×8DCT被應(yīng)用于第二排序，16個(gè)4×4DCT被應(yīng)用于第三排序，而64個(gè)2×2DCT被應(yīng)用于第四排序。DCT操作降低了圖像源中固有的空間冗余。在DCT被執(zhí)行之后，圖像信號(hào)中的大多數(shù)能量被集中到少數(shù)的DCT系數(shù)上。
對(duì)于16×16塊和每一個(gè)子塊，經(jīng)變換的系數(shù)被分析以確定要求編碼該塊或子塊的位的數(shù)量。接下來(lái)，要求最少數(shù)量的位來(lái)編碼的塊或者子塊的組合被選擇用來(lái)表示該圖像分段。例如，2個(gè)8×8子塊、6個(gè)4×4子塊以及8個(gè)2×2子塊可被選擇用于表現(xiàn)該圖像分段。被選擇的塊或者子塊的組合接下來(lái)被適當(dāng)?shù)匕错樞蚺帕?。DCT系數(shù)值可被用于進(jìn)一步的處理，例如，但不限于量化和可變長(zhǎng)度編碼，如圖3所示。
例如，DCT系數(shù)可使用對(duì)于人類眼睛最佳化的權(quán)重函數(shù)進(jìn)行量化。同樣，在對(duì)于經(jīng)量化的DCT系數(shù)的可變長(zhǎng)度編碼中，VLC330可包括一霍夫曼(Huffman)引擎用于對(duì)非零的AC系數(shù)值進(jìn)行霍夫曼編碼且運(yùn)行長(zhǎng)度為零。也就是，一霍夫曼編碼體現(xiàn)了在一非零AC系數(shù)值之前的零的數(shù)量和非零AC系數(shù)的大小(用于表示所要求的最小數(shù)量的位)。因此，DCT系數(shù)被運(yùn)行長(zhǎng)度地編碼以產(chǎn)生零的運(yùn)行長(zhǎng)度的不同對(duì)以及后來(lái)的非零AC系數(shù)的對(duì)應(yīng)大小。此處，之字形(zigzag)掃描或者其他掃描模式可被使用以增加零的運(yùn)行長(zhǎng)度。接下來(lái)使用表格來(lái)基于該編碼出現(xiàn)的概率將編碼分配給不同運(yùn)行長(zhǎng)度的編碼對(duì)。短的編碼被分配給出現(xiàn)頻率高的對(duì)而長(zhǎng)的編碼被分配給出現(xiàn)頻率少的編碼。霍夫曼編碼附加在AC系數(shù)的真實(shí)值并被發(fā)射。
對(duì)于編碼和解碼，霍夫曼編碼表格可被分別保存在編碼器120和解碼器175中。根據(jù)對(duì)被霍夫曼編碼的信息的概率分析，一個(gè)或多個(gè)霍夫曼編碼表格可被使用。例如，當(dāng)使用YCrCb色彩空間時(shí)，三個(gè)不同的霍夫曼編碼表格可被使用，每一個(gè)用于一個(gè)色彩分量Y、Cb和Cr。
在一個(gè)實(shí)施例中，在一分量半幀的起始處，例如在頭部，霍夫曼引擎將在經(jīng)壓縮的數(shù)據(jù)之前加入表示幀號(hào)和圖像信息的分量類型的位。在數(shù)據(jù)的分量半幀的結(jié)束為處，例如在尾部，霍夫曼引擎將增加由簽名產(chǎn)生器335產(chǎn)生的簽名。該簽名可覆蓋半幀中除了頭部以外的信息。該簽名、分量類型以及幀號(hào)可在解碼器處被驗(yàn)證用于差錯(cuò)檢測(cè)。
經(jīng)壓縮的信息，包括一個(gè)或多個(gè)差錯(cuò)檢測(cè)指示符，被從集線器102發(fā)送至劇院子系統(tǒng)104。經(jīng)壓縮的信息可被存儲(chǔ)在集線器存儲(chǔ)模塊130中并使用存儲(chǔ)介質(zhì)180被物理傳送。此處，存儲(chǔ)介質(zhì)180包括數(shù)字圖像信息的經(jīng)壓縮的數(shù)據(jù)和至少一個(gè)差錯(cuò)檢測(cè)指示符以允許在解壓縮經(jīng)壓縮的數(shù)據(jù)中對(duì)差錯(cuò)的檢測(cè)。在一個(gè)實(shí)施例中，差錯(cuò)檢測(cè)指示符是一覆蓋至少數(shù)字圖像信息的一部分的簽名。存儲(chǔ)介質(zhì)還可包括經(jīng)壓縮的數(shù)據(jù)的分量類型和幀號(hào)作為差錯(cuò)檢測(cè)指示符以允許解壓縮經(jīng)壓縮的數(shù)據(jù)圖像數(shù)據(jù)中的差錯(cuò)檢測(cè)?；蛘?，上述經(jīng)壓縮的信息或者部分也可以使用許多無(wú)線和/或有線傳輸方法被發(fā)射到劇院存儲(chǔ)模塊171。經(jīng)壓縮的信息的無(wú)線和/或有線傳輸允許對(duì)電影的實(shí)時(shí)傳遞和重放。
當(dāng)一個(gè)節(jié)目被觀看時(shí)，節(jié)目信息可從劇院存儲(chǔ)模塊171中被恢復(fù)并通過(guò)劇院管理器160被傳送到劇場(chǎng)模塊170。每個(gè)劇場(chǎng)模塊170可處理并播放不同于同一個(gè)劇院子系統(tǒng)104中的其他劇場(chǎng)子系統(tǒng)170的節(jié)目，或者一個(gè)或者多個(gè)劇場(chǎng)模塊170可同時(shí)處理或者播放相同的節(jié)目。
在解碼器175，如果需要的話，從劇院存儲(chǔ)模塊171接收的經(jīng)解壓縮的信息被使用提供給授權(quán)的劇院的密鑰信息解碼并使用與編碼器120中使用的壓縮算法相反的解壓縮算法進(jìn)行解壓縮。例如，如果圖像壓縮是基于ABSDCT算法，解壓縮過(guò)程可包括可變長(zhǎng)度解碼、IDCT、以及DCT塊合成器去交錯(cuò)。解碼器175將經(jīng)解壓縮的圖像信息轉(zhuǎn)換成播放系統(tǒng)使用的標(biāo)準(zhǔn)的視頻格式(可以是模擬的或者是數(shù)字格式)而圖像將通過(guò)電子放映器177顯示。音頻信息也被解壓縮并被提供給劇場(chǎng)聲音模塊179用于與圖像節(jié)目一同播放。解碼器175也使用其中的差錯(cuò)檢測(cè)指示符在經(jīng)壓縮的信息中檢測(cè)差錯(cuò)，將結(jié)合圖4和圖5描述。由檢測(cè)器175檢測(cè)的差錯(cuò)可能是在數(shù)據(jù)的壓縮、傳輸或者解壓縮期間發(fā)生的差錯(cuò)。
圖4顯示了解碼器400的一個(gè)實(shí)施例。解碼器400被配置成處理經(jīng)壓縮/加密的準(zhǔn)備在屏幕或者表面上視頻放映并使用諸如聲音模塊179的聲音系統(tǒng)音頻表現(xiàn)的節(jié)目信息。解碼器400由其控制410控制或者通過(guò)劇院管理器160控制，并可包括一解分組器420、一CPU410、一緩存430、一圖像解密/解壓縮器(DD)440以及一音頻DD450。一加密智能卡470可被附加地使用，其與控制器410和/或圖像DD440接口用以傳輸并存儲(chǔ)單元特定加密密鑰信息。
解碼器400可在一個(gè)或多和電路卡組件上實(shí)現(xiàn)而該電路卡組件可被安裝在裝配在或者靠近放映器177的自包含外殼中。
在操作中，緩存430可臨時(shí)存儲(chǔ)解分組器420的信息。解分組器420識(shí)別并分離從重放模塊173、CPU410和/或劇院管理器160到達(dá)的單獨(dú)的控制、圖像以及音頻分組。當(dāng)圖像和音頻分組分別被發(fā)送到圖像和音頻DD系統(tǒng)440和450時(shí)，控制分組可被發(fā)送到劇院管理器160。讀和寫操作會(huì)突發(fā)發(fā)生。因此，一般使用大的緩存430以使數(shù)據(jù)順暢地從解分組器420直接流向播放設(shè)備。
圖像DD440從解分組器420獲取圖像數(shù)據(jù)，如果需要的話執(zhí)行解密，并重新組合原始圖像用于在屏幕上播放。該操作的輸出一般提供標(biāo)準(zhǔn)模擬RGB信號(hào)至數(shù)字影院播放器177。解密和解壓縮可實(shí)時(shí)執(zhí)行，允許對(duì)節(jié)目素材的實(shí)時(shí)重放。圖像DD440還包括一差錯(cuò)檢測(cè)模塊445，配置成在經(jīng)解壓縮的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)中檢測(cè)差錯(cuò)。
用于解壓縮的處理元件可在配置成用于該功能的專用特定硬件中實(shí)現(xiàn)，例如ASIC和/或一個(gè)或多個(gè)電路卡組件?；蛘撸鈮嚎s處理元件可實(shí)現(xiàn)為標(biāo)準(zhǔn)元件和/或通用硬件，包括多種數(shù)字信號(hào)處理器、可編程電子設(shè)備和/或由專用功能軟件和/或固件程序控制下的計(jì)算機(jī)。多個(gè)ASIC可被實(shí)現(xiàn)為并行處理圖像信息以支持高圖像數(shù)據(jù)速率。
在圖像DD440，圖像節(jié)目數(shù)據(jù)流進(jìn)行一與編碼器120使用的圖像壓縮對(duì)稱的圖像解壓縮過(guò)程。例如，圖5顯示了與圖3中顯示的圖像壓縮對(duì)稱的解壓縮過(guò)程。如圖5所示的圖像解壓縮器500可包括一用于解壓縮經(jīng)壓縮的信息的可變長(zhǎng)度解碼(VLD)模塊510，一用于反向量化經(jīng)解壓縮的信息的反向量化模塊520，以及一用于將經(jīng)反向量化解壓縮的信息從頻域轉(zhuǎn)換到空間域以允許數(shù)字圖像的播放的變換模塊530。
在一個(gè)實(shí)施例中，差錯(cuò)檢測(cè)模塊445使用一增加至經(jīng)壓縮的信息的差錯(cuò)指示符來(lái)檢測(cè)經(jīng)壓縮的信息中的差錯(cuò)。如結(jié)合圖像壓縮器210所描述的，被增加至經(jīng)壓縮的信息的差錯(cuò)檢測(cè)指示符可以是一個(gè)幀號(hào)或者幀號(hào)的組合、分量類型或者M(jìn)ISR簽名。在一個(gè)實(shí)施例中，VLD模塊510包括一簽名分析器515，配置成重新產(chǎn)生一用于在經(jīng)壓縮的信息中檢測(cè)差錯(cuò)的簽名。
在解壓縮期間，差錯(cuò)檢測(cè)模塊445通過(guò)周期性地驗(yàn)證一個(gè)或者當(dāng)前幀號(hào)的組合、分量類型以及MISR簽名來(lái)檢測(cè)差錯(cuò)。此處，當(dāng)前幀號(hào)、分量類型和簽名可在每一分量半幀的結(jié)尾處被驗(yàn)證。如果正在被解壓縮的信息的幀號(hào)、分量類型和/或MISR簽名與當(dāng)前的幀號(hào)、分量類型和/或MISR簽名不分別對(duì)應(yīng)，差錯(cuò)檢測(cè)模塊510在經(jīng)解壓縮的信息中檢測(cè)一個(gè)差錯(cuò)。
為了驗(yàn)證MISR簽名，VLD模塊510可包括一簽名分析器505，配置成從經(jīng)壓縮的信息中產(chǎn)生一控制簽名。簽名分析器505可由一MISR實(shí)現(xiàn)以與編碼器120的簽名產(chǎn)生器335對(duì)應(yīng)。因此，簽名分析器515可被實(shí)現(xiàn)以在可變長(zhǎng)度解碼之前、期間或者之后產(chǎn)生控制簽名，該簽名根據(jù)來(lái)自編碼器120的MISR簽名是否是從經(jīng)量化的變換系數(shù)或者是從經(jīng)可變長(zhǎng)度編碼的數(shù)據(jù)中產(chǎn)生。例如，如果簽名產(chǎn)生器335從經(jīng)量化的變換系數(shù)中產(chǎn)生MISR簽名，簽名分析器505在可變長(zhǎng)度解碼之后產(chǎn)生控制簽名。然而，如果簽名產(chǎn)生器335從經(jīng)可變長(zhǎng)度編碼的數(shù)據(jù)中產(chǎn)生MISR簽名，簽名分析器505在可變長(zhǎng)度解碼之前或者期間產(chǎn)生控制簽名。同樣，簽名分析器515可覆蓋諸如一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)塊、一個(gè)或多個(gè)片段、一個(gè)或多個(gè)半幀或者一個(gè)或多個(gè)幀。通過(guò)比較控制簽名和與經(jīng)壓縮的信息一起接收的MISR簽名，MISR簽名可被驗(yàn)證。
如果一個(gè)或多個(gè)經(jīng)壓縮的位在經(jīng)壓縮一圖像幀或分段之后仍然存在，差錯(cuò)檢測(cè)模塊445也可以檢測(cè)出一差錯(cuò)。在另一個(gè)實(shí)施例中，如果存在無(wú)效的編碼，差錯(cuò)檢測(cè)模塊445可檢測(cè)出一差錯(cuò)。例如，當(dāng)解碼經(jīng)霍夫曼編碼的數(shù)據(jù)時(shí)，如果一編碼不能在霍夫曼編碼表格中被找到，會(huì)檢測(cè)出一差錯(cuò)。
因此，經(jīng)壓縮的和經(jīng)解壓縮的數(shù)字圖像信息中的差錯(cuò)可通過(guò)使用上述的任何檢測(cè)方法中的一個(gè)或者其組合而被檢測(cè)。圖6說(shuō)明了用于編碼圖像信息以允許檢測(cè)差錯(cuò)的方法600的一個(gè)實(shí)施例而圖7說(shuō)明了用于解碼經(jīng)壓縮的數(shù)字圖像信息以允許檢測(cè)差錯(cuò)的方法700的一個(gè)實(shí)施例。
如在圖6中所示的，圖像信息被轉(zhuǎn)化成數(shù)字圖像信息(610)。數(shù)字圖像信息接下來(lái)被壓縮(620)且一差錯(cuò)檢測(cè)指示符被增加到經(jīng)壓縮的數(shù)組圖像信息(630)。此處，壓縮可包括從空間轉(zhuǎn)換到頻域以產(chǎn)生變換系數(shù)，量化變換系數(shù)，以及可變長(zhǎng)度編碼以壓縮經(jīng)量化的變換系數(shù)，如結(jié)合圖3所描述的。增加至經(jīng)壓縮的數(shù)字圖像信息的差錯(cuò)檢測(cè)指示符可以是一個(gè)幀號(hào)、分量類型、或者上述的簽名或者它們的組合。此外，如果圖像信息已經(jīng)在數(shù)字格式中，轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像形式可以被省略。
由方法600編碼的經(jīng)壓縮的數(shù)字圖像信息由方法700接收(710)并解壓縮(720)。解壓縮可以是與壓縮過(guò)程相反的過(guò)程。如結(jié)合圖5所描述的，解壓縮可包括可變長(zhǎng)度解碼以解壓縮經(jīng)壓縮的信息，反向量化，以及從頻域轉(zhuǎn)換到空間域。此處，差錯(cuò)在經(jīng)解壓縮的信息中被檢測(cè)(塊730)。在一個(gè)實(shí)施例中，差錯(cuò)使用至少一個(gè)增加至經(jīng)壓縮的信息的差錯(cuò)檢測(cè)指示符而被檢測(cè)。如果在可變長(zhǎng)度解碼期間有無(wú)效編碼和/或如果有一個(gè)或多個(gè)經(jīng)壓縮的位在解壓縮經(jīng)壓縮的信息之后仍然存在，該差錯(cuò)也可以被檢測(cè)。
當(dāng)檢測(cè)到一差錯(cuò)時(shí)，解碼器175可發(fā)布一中斷使得經(jīng)壓縮的數(shù)據(jù)中包含差錯(cuò)的部分可根據(jù)系統(tǒng)的需要被丟棄或者重新發(fā)送至劇院子系統(tǒng)179。該部分可以是一個(gè)或多個(gè)塊、一個(gè)或多和片段、一個(gè)或多個(gè)半幀、一個(gè)或多個(gè)幀或者對(duì)應(yīng)一些時(shí)間周期的部分。該部分可能受到差錯(cuò)是怎樣被檢測(cè)的及是否可由劇院子系統(tǒng)105修復(fù)的限制。例如，如果差錯(cuò)是使用幀號(hào)檢測(cè)的，該部分不能少于一幀。
經(jīng)恢復(fù)的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換，模擬信號(hào)被輸出至放映器177?；蛘撸瑪?shù)字接口可被用于傳送經(jīng)解壓縮的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)至放映器177以避免對(duì)于數(shù)字-模擬過(guò)程的需求。音頻DD450從解分組器420獲取音頻數(shù)據(jù)流，執(zhí)行解密并重新組裝原始音頻數(shù)據(jù)用于在劇院揚(yáng)聲器或者音頻聲音模塊179上表現(xiàn)。該操作的輸出提供標(biāo)準(zhǔn)線電平音頻信號(hào)至聲音模塊179。類似圖像DD440，音頻DD450保留由音頻壓縮器230和集線器102的音頻解密器240執(zhí)行的操作。結(jié)合使用來(lái)自加密智慧卡432的電子密鑰和嵌入在數(shù)據(jù)流中的電子密鑰，解密器450解密音頻信息。經(jīng)解密的音頻數(shù)據(jù)接下來(lái)被解壓縮。音頻壓縮使用與用于音頻壓縮的中央集線器102中使用的算法對(duì)稱的算法執(zhí)行。如前面所討論的，音頻和數(shù)據(jù)軌道可以是與圖像節(jié)目時(shí)間同步的或者可以異步地被顯示而不直接時(shí)間同步。
圖像節(jié)目可包括單個(gè)幀(即靜態(tài)圖像)、一系列單個(gè)幀靜態(tài)圖像、或者短的或者長(zhǎng)的持續(xù)時(shí)間的活動(dòng)圖像序列。放映器177在屏幕上電子顯示節(jié)目。聲音模塊179在劇院揚(yáng)聲器上呈現(xiàn)節(jié)目的音頻部分。
通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分組，或者形成“數(shù)據(jù)塊”，節(jié)目數(shù)據(jù)流在劇院子系統(tǒng)104進(jìn)行解壓縮期間可被監(jiān)視，監(jiān)視解壓縮期間在接收的塊中的差錯(cuò)。劇院子系統(tǒng)104的劇院管理器106可發(fā)出請(qǐng)求以獲取展現(xiàn)差錯(cuò)的數(shù)據(jù)塊。因此，如果存在差錯(cuò)，僅僅是節(jié)目的一小部分需要被丟棄和/或替換，而不是整個(gè)節(jié)目。如果節(jié)目的部分需要被替換，對(duì)于數(shù)據(jù)的小塊的請(qǐng)求可通過(guò)有線和/或無(wú)線鏈路被操作。這提供了增加的可靠性和效率。
需要注意前述的實(shí)施例僅僅是示例且并不是用于限制本發(fā)明。例如，重放模塊173和解碼器175可被集成到單一的重放-解碼器模塊中。編碼可包括其他過(guò)程諸如頻率加權(quán)和/或差分四叉樹變換。在這種情況下，解碼可包括反向頻率加權(quán)和/或反向差分四叉樹變換。同樣，盡管簽名產(chǎn)生器335被示為VLC330的一部分，簽名產(chǎn)生器可在VLC330外分開地實(shí)現(xiàn)。類似的，信號(hào)分析器505可在VLD510外分開地實(shí)現(xiàn)。如果信號(hào)產(chǎn)生器和分析器335和505可由MISR實(shí)現(xiàn)，一個(gè)或者M(jìn)ISR可由硬件、軟件、固件或者他們的結(jié)合實(shí)現(xiàn)。此外，差錯(cuò)檢測(cè)模塊215和445可分開實(shí)現(xiàn)或者分別作為VLC330和VLD550的部分實(shí)現(xiàn)。另外，對(duì)于當(dāng)前幀號(hào)、分量類型以及簽名的驗(yàn)證可在每個(gè)幀的結(jié)尾處進(jìn)行。而且，除了幀號(hào)和分量類型之外的經(jīng)壓縮的圖像的其他信息也可被用于驗(yàn)證并檢測(cè)在經(jīng)壓縮的信息中的差錯(cuò)。
因此，對(duì)于本發(fā)明的描述是為了說(shuō)明，并不是為了限制本發(fā)明的范圍。由此，本發(fā)明的原理可以容易地被應(yīng)用于其他類型的裝置并且許多變化、改進(jìn)或者改變對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員是很明顯的。
權(quán)利要求
1.一裝置，包括一圖像壓縮器，配置成壓縮數(shù)字圖像信息，所述數(shù)字圖像信息包括一差錯(cuò)檢測(cè)模塊，配置成增加至少一個(gè)差錯(cuò)檢測(cè)指示符至經(jīng)壓縮的數(shù)字圖像信息。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述圖像壓縮器還包括一變換模塊，配置成將數(shù)字圖像信息從空間域轉(zhuǎn)換到頻率域，所述變換模塊配置成產(chǎn)生變換系數(shù)；一量化模塊，耦合到變換模塊，所述量化模塊配置成量化所述變換系數(shù)；以及一可變長(zhǎng)度編碼模塊，耦合到所述量化模塊，所述可變長(zhǎng)度編碼模塊配置成壓縮所述經(jīng)量化的變換系數(shù)并產(chǎn)生至少一個(gè)差錯(cuò)檢測(cè)指示符。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，至少一個(gè)差錯(cuò)檢測(cè)指示符包括至少經(jīng)量化的變換系數(shù)的簽名，而其中可變長(zhǎng)度編碼模塊包括配置成產(chǎn)生簽名的多重輸入移位寄存器。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，可變長(zhǎng)度編碼模塊產(chǎn)生至少用于數(shù)字圖像信息的每個(gè)半幀的簽名。
5.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，可變長(zhǎng)度編碼模塊包括一霍夫曼引擎以壓縮所述經(jīng)量化的變換系數(shù)。
6.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，變換模塊包括一自適應(yīng)塊大小離散余弦變換(ABCDCT)模塊以使用ABSDCT將數(shù)字圖像信息從空間域轉(zhuǎn)換到頻率域。
7.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，至少一個(gè)差錯(cuò)檢測(cè)指示符包括數(shù)字圖像信息的一個(gè)幀號(hào)、一數(shù)字圖像信息的色彩分量類型、以及電影的一部分或它們的組合。
8.如權(quán)利要求1所述的裝置，還包括一圖像加密器，配置成加密經(jīng)壓縮的數(shù)字圖像信息。
9.一方法，包括將數(shù)字圖像信息壓縮成經(jīng)壓縮的數(shù)字圖像信息；以及產(chǎn)生并增加至少一差錯(cuò)檢測(cè)指示符至經(jīng)壓縮的數(shù)字圖像信息。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，壓縮數(shù)字圖像信息包括將數(shù)字圖像信息從空間轉(zhuǎn)換到頻域并產(chǎn)生變換系數(shù)；量化變換系數(shù)；以及可變長(zhǎng)度編碼經(jīng)量化的變換系數(shù)。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，可變長(zhǎng)度編碼包括按照霍夫曼編碼進(jìn)行可變長(zhǎng)度編碼。
12.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，產(chǎn)生并增加至少一個(gè)差錯(cuò)檢測(cè)指示符包括使用多重輸入移位寄存器產(chǎn)生至少經(jīng)量化的變換系數(shù)的簽名；以及將所述簽名作為差錯(cuò)檢測(cè)指示符增加至經(jīng)壓縮的數(shù)字圖像信息中。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，產(chǎn)生簽名包括產(chǎn)生至少用于數(shù)字圖像信息中的每個(gè)半幀的經(jīng)量化的變換系數(shù)的簽名。
14.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，轉(zhuǎn)換數(shù)字圖像信息包括使用一自適應(yīng)大小離散余弦變換將數(shù)字圖像信息從空間域轉(zhuǎn)換到頻率域。
15.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，至少一個(gè)差錯(cuò)檢測(cè)指示符包括數(shù)字圖像信息的幀號(hào)以及色彩分量類型其中一個(gè)或者兩個(gè)。
16.一種用于壓縮數(shù)字圖像的裝置，包括用于將數(shù)字圖像信息從空間域轉(zhuǎn)換到頻率域并產(chǎn)生變換系數(shù)的變換裝置；用于量化變換系數(shù)的裝置；用于壓縮經(jīng)量化的變換系數(shù)的可變長(zhǎng)度編碼裝置；用于產(chǎn)生至少一個(gè)用于經(jīng)壓縮的數(shù)據(jù)的差錯(cuò)檢測(cè)指示符的裝置；用于在經(jīng)壓縮的信息中增加至少一個(gè)差錯(cuò)檢測(cè)指示符的裝置。
17.如權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于，用于產(chǎn)生至少一個(gè)差錯(cuò)檢測(cè)指示符的裝置包括一霍夫曼引擎。
18.如權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于，至少一個(gè)差錯(cuò)檢測(cè)指示符包括至少經(jīng)量化的變換系數(shù)的簽名，而其中用于產(chǎn)生至少一個(gè)差錯(cuò)檢測(cè)指示符的裝置包括一配置成產(chǎn)生所述簽名的多重輸入移位寄存器。
19.如權(quán)利要求18所述的裝置，其特征在于，用于產(chǎn)生至少一個(gè)差錯(cuò)檢測(cè)指示符的裝置產(chǎn)生數(shù)字圖像信息的一個(gè)幀號(hào)或者是幀號(hào)的組合作為一差錯(cuò)指示符，一數(shù)字圖像信息的分量類型作為差錯(cuò)指示符，或者簽名。
20.如權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于，變換裝置包括一自適應(yīng)塊大小離散余弦變換(ABSDCT)模塊以使用ABSDCT將數(shù)字圖像信息從空間域轉(zhuǎn)換到頻率域。
21.一存儲(chǔ)數(shù)字圖像信息的存儲(chǔ)介質(zhì)，包括數(shù)字圖像信息的經(jīng)壓縮的數(shù)據(jù)；以及覆蓋至少數(shù)字圖像信息的一部分的簽名以在經(jīng)壓縮的數(shù)據(jù)解壓縮時(shí)允許差錯(cuò)檢測(cè)。
22.如權(quán)利要求21所述的存儲(chǔ)介質(zhì)，還包括經(jīng)壓縮的數(shù)據(jù)的分量類型信息；以及經(jīng)壓縮數(shù)據(jù)的幀號(hào)信息。
23.如權(quán)利要求21所述的存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，簽名是由一多重輸入移位寄存器產(chǎn)生。
24.一裝置，包括一圖像解壓縮器，配置成解壓縮經(jīng)壓縮的數(shù)字圖像信息成數(shù)字圖像的經(jīng)解壓縮的信息以用于顯示，圖像解壓縮器包括一差錯(cuò)檢測(cè)模塊，配置成在數(shù)字圖像的經(jīng)解壓縮的信息中檢測(cè)差錯(cuò)。
25.如權(quán)利要求24所述的裝置，其特征在于，圖像解壓縮器還包括一可變長(zhǎng)度解碼模塊用于解壓縮經(jīng)壓縮的信息；一反向量化模塊用于反向量化經(jīng)解壓縮的信息；以及一變換模塊用于將經(jīng)反向量化及解壓縮的信息從頻域轉(zhuǎn)換到空間域以允許顯示數(shù)字圖像。
26.如權(quán)利要求25所述的裝置，其特征在于，差錯(cuò)檢測(cè)模塊使用至少一個(gè)增加至經(jīng)壓縮的信息的差錯(cuò)檢測(cè)指示符在經(jīng)解壓縮的信息中檢測(cè)差錯(cuò)。
27.如權(quán)利要求26所述的裝置，其特征在于，差錯(cuò)檢測(cè)指示符是由多重輸入移位寄存器產(chǎn)生的簽名，而差錯(cuò)檢測(cè)模塊包括一簽名分析器，用于驗(yàn)證簽名以在經(jīng)壓縮的信息中檢測(cè)差錯(cuò)。
28.如權(quán)利要求27所述的裝置，其特征在于，差錯(cuò)檢測(cè)模塊在經(jīng)壓縮的信息的每個(gè)半幀之后驗(yàn)證簽名。
29.如權(quán)利要求25所述的裝置，其特征在于，如果在由可變長(zhǎng)度解碼模塊解壓縮的過(guò)程中有無(wú)效編碼，差錯(cuò)檢測(cè)模塊在經(jīng)解壓縮的信息中檢測(cè)一差錯(cuò)。
30.如權(quán)利要求24所述的裝置，其特征在于，差錯(cuò)檢測(cè)模塊通過(guò)增加至經(jīng)壓縮的信息的幀號(hào)來(lái)檢測(cè)在經(jīng)解壓縮的信息中的差錯(cuò)。
31.如權(quán)利要求24所述的裝置，其特征在于，差錯(cuò)檢測(cè)模塊通過(guò)增加至經(jīng)壓縮的信息的分量類型來(lái)檢測(cè)在經(jīng)解壓縮的信息中的差錯(cuò)。
32.如權(quán)利要求24所述的裝置，其特征在于，如果在解壓縮經(jīng)壓縮的信息后仍存在一個(gè)或多個(gè)壓縮位，差錯(cuò)檢測(cè)模塊檢測(cè)經(jīng)解壓縮的信息中的一差錯(cuò)。
33.如權(quán)利要求24所述的裝置，其特征在于，經(jīng)壓縮的信息包括一電影的一部分。
34.一方法，包括解壓縮經(jīng)壓縮的數(shù)字圖像信息成經(jīng)解壓縮的信息用于顯示數(shù)字圖像；以及在經(jīng)解壓縮的信息中檢測(cè)差錯(cuò)。
35.如權(quán)利要求34所述的方法，其特征在于，檢測(cè)差錯(cuò)包括通過(guò)使用增加至經(jīng)壓縮的信息的差錯(cuò)檢測(cè)指示符來(lái)檢測(cè)差錯(cuò)。
36.如權(quán)利要求35所述的方法，其特征在于，差錯(cuò)檢測(cè)指示符包括一由多重輸入移位寄存器產(chǎn)生的簽名，而其中檢測(cè)差錯(cuò)包括驗(yàn)證簽名。
37.如權(quán)利要求35所述的方法，其特征在于，檢測(cè)差錯(cuò)包括通過(guò)增加至經(jīng)壓縮的信息中的幀號(hào)在經(jīng)解壓縮的信息中檢測(cè)差錯(cuò)。
38.如權(quán)利要求35所述的方法，其特征在于，檢測(cè)差錯(cuò)包括通過(guò)增加至經(jīng)壓縮的信息中的分量類型在經(jīng)解壓縮的信息中檢測(cè)差錯(cuò)。
39.如權(quán)利要求34所述的方法，其特征在于，如果在解壓縮經(jīng)壓縮的信息后仍存在一個(gè)或多個(gè)經(jīng)壓縮的位，檢測(cè)差錯(cuò)包括在經(jīng)解壓縮的信息中檢測(cè)出一差錯(cuò)。
40.如權(quán)利要求34所述的方法，其特征在于，如果在解壓縮經(jīng)壓縮的信息期間有無(wú)效編碼，檢測(cè)差錯(cuò)包括在經(jīng)解壓縮的信息中檢測(cè)出一差錯(cuò)。
41.一種用于解碼經(jīng)壓縮的信息的裝置，包括用于解壓縮經(jīng)壓縮的信息成經(jīng)解壓縮的信息的可變長(zhǎng)度解碼裝置；用于反向量化經(jīng)解壓縮的信息的裝置；用于將經(jīng)反向量化解壓縮的信息從頻率域轉(zhuǎn)換成空間域的裝置；以及用于使用至少一個(gè)增加至經(jīng)壓縮的信息的差錯(cuò)檢測(cè)指示符在經(jīng)解壓縮的信息中檢測(cè)差錯(cuò)的裝置。
42.如權(quán)利要求41所述的裝置，其特征在于，至少一個(gè)差錯(cuò)檢測(cè)指示符包括由一多重輸入移位寄存器產(chǎn)生的簽名。
43.如權(quán)利要求42所述的裝置，其特征在于，用于檢測(cè)差錯(cuò)的裝置包括使用一個(gè)幀號(hào)或者幀號(hào)的組合作為差錯(cuò)檢測(cè)指示符來(lái)檢測(cè)差錯(cuò)，一分量類型作為差錯(cuò)檢測(cè)指示符、或者簽名。
44.如權(quán)利要求41所述的裝置，其特征在于，如果在解壓縮經(jīng)壓縮的信息后仍存在一個(gè)或多個(gè)壓縮位，用于檢測(cè)差錯(cuò)的裝置在經(jīng)解壓縮的信息中檢測(cè)出一差錯(cuò)。
45.如權(quán)利要求41所述的方法，其特征在于，如果在由可變長(zhǎng)度解碼裝置解壓縮期間有無(wú)效編碼，用于檢測(cè)差錯(cuò)的裝置在經(jīng)解壓縮的信息中檢測(cè)出一差錯(cuò)。
46.一種用于解碼經(jīng)壓縮的信息的方法，包括可變長(zhǎng)度解碼經(jīng)壓縮的信息成經(jīng)解壓縮的信息；使用至少一個(gè)增加至經(jīng)解壓縮的信息的差錯(cuò)檢測(cè)指示符在經(jīng)壓縮的信息中檢測(cè)差錯(cuò)；反向量化經(jīng)解壓縮的信息；以及將經(jīng)反向量化解壓縮的信息從頻率域轉(zhuǎn)換到空間域。
47.如權(quán)利要求46所述的方法，其特征在于，檢測(cè)差錯(cuò)包括由多重輸入移位寄存器產(chǎn)生一簽名。
48.如權(quán)利要求47所述的方法，其特征在于，檢測(cè)差錯(cuò)包括使用一個(gè)幀號(hào)或者幀號(hào)的組合作為差錯(cuò)檢測(cè)指示符，一分量類型作為差錯(cuò)檢測(cè)指示符，或者簽名來(lái)檢測(cè)差錯(cuò)。
49.如權(quán)利要求46所述的方法，其特征在于，如果在解壓縮經(jīng)壓縮的信息后仍存在一個(gè)或多個(gè)壓縮位，檢測(cè)差錯(cuò)包括在經(jīng)解壓縮的信息中檢測(cè)一差錯(cuò)。
50.如權(quán)利要求46所述的方法，其特征在于，如果有無(wú)效編碼，用于檢測(cè)差錯(cuò)的裝置在經(jīng)解壓縮的信息中檢測(cè)出一差錯(cuò)。
51.一裝置，包括用于壓縮數(shù)字圖像信息的裝置；以及用于增加至少一個(gè)差錯(cuò)檢測(cè)指示符至經(jīng)壓縮的數(shù)據(jù)圖像信息的裝置。
52.如權(quán)利要求51所述的裝置，還包括用于轉(zhuǎn)換圖像信息成數(shù)字圖像信息的裝置。
53.如權(quán)利要求51所述的裝置，其特征在于，用于壓縮的裝置包括用于將數(shù)字圖像信息從空間域轉(zhuǎn)換到頻率域并產(chǎn)生變換系數(shù)的裝置；用于量化變換系數(shù)的裝置；以及用于壓縮經(jīng)量化的變換系數(shù)的可變長(zhǎng)度編碼裝置。
54.如權(quán)利要求53所述的裝置，其特征在于，可變長(zhǎng)度編碼裝置包括一多重輸入移位寄存器用于產(chǎn)生至少經(jīng)量化的變換系數(shù)的簽名作為第一差錯(cuò)檢測(cè)指示符。
55.如權(quán)利要求51所述的裝置，其特征在于，至少一個(gè)差錯(cuò)檢測(cè)指示符為數(shù)字圖像信息的一幀號(hào)。
56.如權(quán)利要求51所述的裝置，其特征在于，至少一個(gè)差錯(cuò)檢測(cè)指示符為數(shù)字圖像信息的分量類型。
57.一裝置，包括用于解壓縮經(jīng)壓縮的信息成經(jīng)解壓縮的數(shù)字圖像信息用于顯示的裝置；以及用于在數(shù)字圖像的經(jīng)解壓縮的信息中檢測(cè)差錯(cuò)的裝置。
58.如權(quán)利要求57所述的裝置，其特征在于，用于檢測(cè)差錯(cuò)的裝置使用至少一個(gè)增加至經(jīng)壓縮的信息的差錯(cuò)檢測(cè)指示符來(lái)在經(jīng)壓縮的信息中檢測(cè)差錯(cuò)。
59.如權(quán)利要求58所述的裝置，其特征在于，用于檢測(cè)差錯(cuò)的裝置使用增加至經(jīng)壓縮的信息的幀號(hào)來(lái)在經(jīng)壓縮的信息中檢測(cè)差錯(cuò)。
60.如權(quán)利要求58所述的裝置，用于檢測(cè)差錯(cuò)的裝置使用增加至經(jīng)壓縮的信息的分量類型來(lái)在經(jīng)壓縮的信息中檢測(cè)差錯(cuò)。
61.如權(quán)利要求57所述的裝置，其特征在于，如果在解壓縮經(jīng)壓縮的信息后仍存在一個(gè)或多個(gè)壓縮位，用于檢測(cè)差錯(cuò)的裝置在經(jīng)解壓縮的信息中檢測(cè)出一差錯(cuò)。
62.如權(quán)利要求57所述的方法，其特征在于，如果有無(wú)效編碼，用于檢測(cè)差錯(cuò)的裝置在經(jīng)解壓縮的信息中檢測(cè)出一差錯(cuò)。
全文摘要
揭示了用于在經(jīng)壓縮的數(shù)字圖像中檢測(cè)差錯(cuò)的裝置及方法(圖2)。在一個(gè)實(shí)施例中，一簽名使用一多重輸入移位寄存器產(chǎn)生并被增加至經(jīng)壓縮的信息中(210)。該簽名在解碼器處被驗(yàn)證以在經(jīng)壓縮的信息中檢測(cè)差錯(cuò)。其他諸如經(jīng)壓縮的圖像的幀號(hào)和/或色彩分量類型也可被驗(yàn)證以在經(jīng)壓縮的信息中檢測(cè)差錯(cuò)。在另一個(gè)實(shí)施例中，如果在解壓縮后仍存在位和/或如果在解壓縮中有無(wú)效編碼，解碼器檢測(cè)差錯(cuò)(215)。當(dāng)檢測(cè)到一差錯(cuò)時(shí)，經(jīng)壓縮的信息可被丟棄或者重新發(fā)送并處理。因此，對(duì)差錯(cuò)的檢測(cè)至少可顯著增強(qiáng)諸如數(shù)字影院這樣要求大量數(shù)據(jù)壓縮的系統(tǒng)的可靠性。
文檔編號(hào)G06T9/00GK1656802SQ03812239
公開日2005年8月17日 申請(qǐng)日期2003年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月9日
發(fā)明者S·戈文達(dá)斯瓦米, A·C·厄懷恩, J·拉特澤爾 申請(qǐng)人:高通股份有限公司