專利名稱：動(dòng)影像編碼方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)動(dòng)影像編碼的發(fā)明，特別是有關(guān)多媒體圖像通過網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)，通過編碼過程的數(shù)據(jù)隱藏，對(duì)解碼過程發(fā)生的錯(cuò)誤，能夠有效處理錯(cuò)誤隱蔽的動(dòng)影像編碼方法。
背景技術(shù)：
最近，隨著國(guó)際移動(dòng)通信2000(IMT2000)等超高速移動(dòng)通信得天實(shí)際應(yīng)用，不僅是音頻和靜態(tài)圖像，而且動(dòng)影像之類的多媒體服務(wù)也正在擴(kuò)大。作為動(dòng)影像多媒體服務(wù)的例子，有視頻點(diǎn)播(VOD)之類的單向服務(wù)和可視通話之類的雙向服務(wù)。因視頻通信比音頻通話數(shù)據(jù)量明顯多，基本上運(yùn)行視頻壓縮。
一般的動(dòng)影像編碼過程與附圖1表示的那樣，對(duì)輸入圖像，通過動(dòng)態(tài)補(bǔ)償(Motion compensation)和動(dòng)態(tài)估算(Motion estimation)提取動(dòng)態(tài)矢量，并對(duì)其差值圖像運(yùn)行離散余弦變換和量子化過程。為了對(duì)運(yùn)行量子化的數(shù)據(jù)，更有效地處理數(shù)據(jù)壓縮，運(yùn)行可變長(zhǎng)度編碼(VLC Encoding)。
另外，把運(yùn)行反量子化、反離散余弦變換和此前圖像合在一起，還原為此前圖像，并用這一圖像求出下一個(gè)圖像的差值圖像。以這樣的方式完成視頻數(shù)據(jù)壓縮。
經(jīng)過這樣的視頻壓縮后，通過網(wǎng)絡(luò)與對(duì)方進(jìn)行通話。這時(shí)，數(shù)據(jù)移動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)發(fā)生噪音。即，通信的數(shù)據(jù)不是如實(shí)地傳輸?shù)浇邮斩耍前l(fā)生數(shù)據(jù)受損或消失。把這樣的傳輸數(shù)據(jù)的受損或消失稱為錯(cuò)誤。
這樣的錯(cuò)誤不僅對(duì)發(fā)生錯(cuò)誤的幀產(chǎn)生影響，而且之后也連續(xù)性地產(chǎn)生影響。其理由是，因?qū)σ曨l運(yùn)行壓縮，時(shí)空的動(dòng)態(tài)估算使發(fā)生一次錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)對(duì)連續(xù)性的幀產(chǎn)生影響。另外，發(fā)生數(shù)據(jù)錯(cuò)誤時(shí)，可變長(zhǎng)度編碼方式失去同步(Sync)，使其在那個(gè)幀直到找到下一個(gè)同步為止產(chǎn)生影響。即，因視頻壓縮，對(duì)數(shù)據(jù)損失的畫質(zhì)低下變大，而且使其連續(xù)出現(xiàn)。
特別是，在數(shù)據(jù)壓縮發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，直到找到下一個(gè)同步信息為止，因所有信息都不正確，如果同步信息越頻繁出現(xiàn)，錯(cuò)誤傳播就越有可能大幅減少。但因同步信息與其它編碼的位流不同，信息長(zhǎng)度較長(zhǎng)，不能頻繁進(jìn)入視頻壓縮。比如，在H.263，只有圖片頂部(Picture header)和塊組頂部前面包括同步信息。因壓縮流不是經(jīng)常包括同步信息，如果發(fā)生錯(cuò)誤，直到出現(xiàn)下一個(gè)同步信息為止，所有數(shù)據(jù)受損，使畫質(zhì)低下變大。
以上的圖像畫質(zhì)低下情況是動(dòng)影像服務(wù)的較大障礙。在視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)，也有對(duì)這樣錯(cuò)誤的還原和隱蔽的方法，但均有一定的限度。
對(duì)錯(cuò)誤的還原方法主要是以編碼器插入追加數(shù)據(jù)的方法，當(dāng)發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，旨在防止解碼器錯(cuò)誤傳播的方法。這是一種在編碼的流上追加插入同步位或把編碼的流分割為相同長(zhǎng)度，防止錯(cuò)誤傳播的方法。這樣的錯(cuò)誤還原方法存在這樣一個(gè)短處，即，如果解碼器不知道編碼器的錯(cuò)誤還原方法，就不能運(yùn)行解碼。
錯(cuò)誤還原方法中的另外一個(gè)方法有編碼器和解碼器同時(shí)運(yùn)行的方法。這一方法是利用反向信道(back channel)的方法，如果解碼器向編碼器顯示發(fā)生錯(cuò)誤的位置，編碼器就利用這一信息，以能夠進(jìn)行錯(cuò)誤還原的方法進(jìn)行編碼。這時(shí)，存在這樣的短處，即，系統(tǒng)應(yīng)追加支持反向信道。
錯(cuò)誤隱蔽方法是在解碼器進(jìn)行的方法，它是利用解碼器里的圖像，把發(fā)生錯(cuò)誤的部份最大限度地糾正為與原先圖像相似的方法。這時(shí)，因在解碼器利用有限的信息隱蔽錯(cuò)誤，錯(cuò)誤隱蔽的正確性存在一定的限度。
只用以上說明的錯(cuò)誤還原方法和錯(cuò)誤隱蔽方法的方式是不能全部解除發(fā)生的錯(cuò)誤。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于，多媒體圖像通過網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)，提供通過編碼過程的數(shù)據(jù)隱藏，形成塊組單位的一定宏塊同步信息，以此對(duì)編碼過程發(fā)生的錯(cuò)誤，提供能夠有效處理錯(cuò)誤隱蔽的動(dòng)影像編碼方法。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的動(dòng)影像編碼方法是有關(guān)在動(dòng)影像傳輸系統(tǒng)運(yùn)行錯(cuò)誤隱蔽的動(dòng)影像編碼方法，此方法包括如下步驟為特點(diǎn)對(duì)編碼器輸入的圖像，提取形成塊組單位的一定宏塊同步信息的步驟；對(duì)上述提取的形成塊組單位的一定宏塊同步信息，通過編碼時(shí)的數(shù)據(jù)隱藏，進(jìn)行傳輸?shù)牟襟E；從解碼器提取根據(jù)上述數(shù)據(jù)隱藏傳輸，并形成塊組單位的一定宏塊同步信息，還利用提取的同步信息，運(yùn)行錯(cuò)誤隱蔽的步驟。
在這里，根據(jù)本發(fā)明的說明，存在如下特點(diǎn)形成上述塊組單位的一定宏塊同步信息是指以塊組為單位，在位流上的第六個(gè)宏塊開始位置；對(duì)形成上述提取的塊組單位的一定宏塊同步信息，運(yùn)行數(shù)據(jù)隱藏時(shí)，反復(fù)隱藏形成上述提取的塊組單位的一定宏塊同步信息；運(yùn)行上述數(shù)據(jù)隱藏時(shí)，利用對(duì)輸入圖像運(yùn)行量子化參數(shù)和/或離散余弦變換的塊內(nèi)的等級(jí)值(以量子化參數(shù)除掉離散余弦變換系數(shù)的值)，運(yùn)行數(shù)據(jù)隱藏；對(duì)形成上述提取的塊組單位的一定宏塊同步信息，運(yùn)行數(shù)據(jù)隱藏時(shí)，把上述提取的一定宏塊同步信息隱藏在上述提取一定宏塊同步信息的塊組一個(gè)塊組后面；利用從上述解碼器提取的一定宏塊同步信息，運(yùn)行錯(cuò)誤隱蔽時(shí)，如果輸入的塊組宏塊發(fā)生錯(cuò)誤，就參照從隱藏?cái)?shù)據(jù)提取，并形成塊組的宏塊同步信息，對(duì)上述發(fā)生錯(cuò)誤的塊組的宏塊，重新運(yùn)行解碼；從上述解碼器提取的一定宏塊同步信息屬于形成一個(gè)塊組的第六個(gè)宏塊的同步信息時(shí)，如果上述發(fā)生錯(cuò)誤的宏塊是第六個(gè)宏塊之前的宏塊，就參照上述提取的同步信息，從上述發(fā)生錯(cuò)誤的塊組第六個(gè)宏塊開始重新運(yùn)行解碼。
如以上說明，根據(jù)本發(fā)明的動(dòng)影像編碼方法，存在這樣一個(gè)長(zhǎng)處多媒體圖像通過網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)，通過編碼過程的數(shù)據(jù)隱藏，提供形成塊組單位的一定宏塊同步信息，以此對(duì)解碼過程發(fā)生的錯(cuò)誤，可以有效處理錯(cuò)誤隱蔽。

附圖1大致表示根據(jù)一般動(dòng)影像編碼方法運(yùn)行編碼的過程。
附圖2是為說明一般動(dòng)影像編碼方法的圖像階層的圖紙。
附圖3是在一般動(dòng)影像編碼方法，為說明各個(gè)圖像階層發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)影響的圖紙。
附圖4是為說明本發(fā)明的動(dòng)影像編碼方法提供各塊組的同步信息效果的圖紙。
附圖5是為說明本發(fā)明的動(dòng)影像編碼方法利用量子化參數(shù)，運(yùn)行數(shù)據(jù)隱藏過程的圖紙。
附圖6是為說明本發(fā)明的動(dòng)影像編碼方法利用等級(jí)值，運(yùn)行數(shù)據(jù)隱藏過程的圖紙。
附圖7是表示本發(fā)明的動(dòng)影像編碼方法在編碼器運(yùn)行編碼過程的順序圖。
附圖8是表示本發(fā)明的動(dòng)影像編碼方法在解碼器運(yùn)行編碼過程的順序圖具體實(shí)施方式下面，將參照附加圖紙，詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施例。
本發(fā)明在編碼過程通過數(shù)據(jù)隱藏，隱藏形成塊組單位的一定宏塊同步信息，并進(jìn)行傳輸，以此提供解碼器發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，更有效地處理錯(cuò)誤隱蔽的動(dòng)影像編碼方法。
從所周知，視頻通信的視頻信息因數(shù)據(jù)量較多，運(yùn)行壓縮后進(jìn)行傳輸。如果全部壓縮視頻數(shù)據(jù)，壓縮的數(shù)據(jù)量也增多，因此，找出與此前圖像相似的部份，求出動(dòng)態(tài)矢量，并編碼這一部份的差值圖像后，運(yùn)行可變長(zhǎng)度編碼，進(jìn)行傳輸。
如果用這樣的方法壓縮視頻數(shù)據(jù)，就可以進(jìn)行較多的數(shù)據(jù)壓縮，但發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，發(fā)生錯(cuò)誤傳播。即，因使用可變長(zhǎng)度編碼壓縮，即使一個(gè)位發(fā)生錯(cuò)誤，其錯(cuò)誤直到出現(xiàn)下一個(gè)同步符號(hào)為止延續(xù)，而且因參照此前圖像編碼，如果此前圖像發(fā)生錯(cuò)誤，其錯(cuò)誤傳播到下一個(gè)圖像。
另外，通過動(dòng)態(tài)估算和動(dòng)態(tài)補(bǔ)償壓縮的一般視頻壓縮方法把圖像分割為階層，并利用階層運(yùn)行壓縮。利用階層是因?yàn)榭梢园严乱粋€(gè)階層的共同信息包括在頂部(header)。把一般動(dòng)態(tài)估算和動(dòng)態(tài)補(bǔ)償視頻壓縮方法-H.263的階層表示在附圖2，附圖2是為說明一般動(dòng)影像編碼方法的圖像階層的圖紙。
如附圖2所示，圖像的階層可分為圖片層、塊組層、宏塊層、塊層四個(gè)階層。在這里，圖片表示一張幀，并包括9個(gè)塊組。塊組表示以宏塊為單位的一個(gè)列，包括11個(gè)宏塊。宏塊作為找出動(dòng)態(tài)矢量的單位，包括四個(gè)亮度(Luminance)塊和二個(gè)色度塊。塊作為數(shù)據(jù)壓縮的基本單位，包括8*8像素。
更詳細(xì)觀擦就可得知，各個(gè)階層均具有頂部，表示其下面階層的結(jié)構(gòu)信息。圖片頂部包括圖片的編碼類型、追加模式的使用與否、參照幀號(hào)碼、圖像規(guī)格等幀的整個(gè)框架信息。塊組頂部包括塊組開始代碼和塊組號(hào)碼、幀ID等信息。即，包括對(duì)以宏塊為單位的一個(gè)列的信息。宏塊頂部以16*16的像素為單位，包括動(dòng)態(tài)矢量、宏塊編碼類型等信息。
如上所述，各個(gè)階層具有包括下面階層結(jié)構(gòu)信息的頂部。在視頻通信環(huán)境下，各個(gè)階層的頂部發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，畫質(zhì)低下變化明顯大于發(fā)生數(shù)據(jù)錯(cuò)誤時(shí)的變化。附圖3表示，各個(gè)階層頂部發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，產(chǎn)生何種畫質(zhì)低下現(xiàn)象，并且其影響達(dá)到什么程度。
如附圖3所示，最上面階層—圖片頂部發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，因不能解碼整個(gè)幀，參照這個(gè)幀的下一個(gè)幀發(fā)生較大的畫質(zhì)低下。特別是，移動(dòng)較大時(shí)，如果沒能參照此前圖像，畫質(zhì)低下就更糟糕。
另外，塊組頂部發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，不能正常解碼塊組的一個(gè)列；宏塊頂部發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，從發(fā)生錯(cuò)誤的宏塊到最后一個(gè)宏塊，均不能運(yùn)行正常解碼。
另外，在解碼過程，圖片頂部和塊組頂部因包括同步符號(hào)，編碼的數(shù)據(jù)發(fā)生錯(cuò)誤，失去同步，不能正常解碼時(shí)，如果碰到塊組頂部或圖片頂部，就找出同步，并可以重新進(jìn)行正常解碼。但因宏塊頂部不包括同步符號(hào)，宏塊以下單位的頂部或數(shù)據(jù)發(fā)生錯(cuò)誤，由于可變長(zhǎng)度編碼的原因，不能正常解碼數(shù)據(jù)的內(nèi)容。
于是，直到碰到出現(xiàn)下一個(gè)同步符號(hào)的圖片頂部或塊組頂部為止，失去所有數(shù)據(jù)。即，即使發(fā)生的錯(cuò)誤是簡(jiǎn)單的一個(gè)位錯(cuò)誤，如附圖4所示那樣，直到出現(xiàn)下一個(gè)同步符號(hào)為止的所有信號(hào)不大可能進(jìn)行還原。
本發(fā)明為了防止這樣的畫質(zhì)低下，利用數(shù)據(jù)隱藏法，把形成塊組單位的一定宏塊同步信息隱藏在編碼的數(shù)據(jù)里傳輸，以此將對(duì)解碼時(shí)發(fā)生的錯(cuò)誤運(yùn)行圖像還原。
下面，將說明本發(fā)明運(yùn)行的數(shù)據(jù)隱藏。
數(shù)據(jù)隱藏是把信息隱藏在數(shù)碼多媒體，并在必要時(shí)，提取隱藏信息的技術(shù)。隱藏?cái)?shù)據(jù)的技術(shù)大致可分為，為提取隱藏信息，需要原件的技術(shù)和不需要原件的技術(shù)。本發(fā)明使用的數(shù)據(jù)隱藏方法是不需要原件數(shù)據(jù)的方法。
本發(fā)明的數(shù)據(jù)隱藏是在視頻壓縮時(shí)運(yùn)行。數(shù)據(jù)隱藏在壓縮輸入圖像時(shí)，以變更數(shù)據(jù)壓縮時(shí)利用的參數(shù)或輸入圖像的依賴值運(yùn)行。運(yùn)行視頻壓縮時(shí)要想隱藏?cái)?shù)據(jù)，這一部份應(yīng)是這樣的部份，即，即使進(jìn)行數(shù)據(jù)隱藏，原先參數(shù)或原件數(shù)據(jù)發(fā)生變化，也不給畫質(zhì)或壓縮的數(shù)據(jù)量產(chǎn)生較大影響。這樣的值有，量子化參數(shù)、以量子化參數(shù)除掉離散余弦變換系數(shù)的等級(jí)值。
把利用量子化參數(shù)，運(yùn)行數(shù)據(jù)隱藏的過程表示在附圖5。附圖5是根據(jù)本發(fā)明動(dòng)影像編碼方法，為說明利用量子化參數(shù)，運(yùn)行數(shù)據(jù)隱藏過程的圖紙。
眾所周知，調(diào)節(jié)編碼的數(shù)據(jù)量的是量子化參數(shù)。量子化參數(shù)是除掉輸入圖像或輸入圖像的差值部份、離散余弦變換(DCT)的系數(shù)值的參數(shù)。如果量子化參數(shù)變大，除掉DCT系數(shù)的值就會(huì)變大，因此，需要編碼的數(shù)據(jù)量減少；如果量子化參數(shù)變小，除掉DCT系數(shù)的值就會(huì)變小，因此，需要編碼的數(shù)據(jù)量增大。
另外，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸和接收動(dòng)影像時(shí)，以適合網(wǎng)絡(luò)的頻帶寬度壓縮數(shù)據(jù)。如果網(wǎng)絡(luò)的頻帶寬度寬，能夠通訊的數(shù)據(jù)量就增大，因此，需要編碼的數(shù)據(jù)量增多，使畫質(zhì)較高。相反，如果網(wǎng)絡(luò)的頻帶寬度窄，能夠通訊的數(shù)據(jù)量就變少，因此，需要編碼的數(shù)據(jù)量變少，使畫質(zhì)低下。這樣，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)情況，利用量子化參數(shù)調(diào)節(jié)編碼的數(shù)據(jù)量，這時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)隱藏。
如附圖5所示，對(duì)輸入圖像或輸入圖像的差值圖像運(yùn)行DCT后，考慮網(wǎng)絡(luò)的頻帶寬度，設(shè)定適當(dāng)?shù)牧孔踊瘏?shù)。量子化參數(shù)進(jìn)入宏塊的頂部，用于解碼壓縮圖像。這時(shí)，利用實(shí)際量子化參數(shù)，在運(yùn)行量子化之前，運(yùn)行數(shù)據(jù)隱藏。在這里，數(shù)據(jù)隱藏可以按照如下公式運(yùn)行。
QP_new％2＝Hide bit[k]QP_new沒有變化QP_new％2?。紿ide bit[k]
QP_new＝QP_new+1；Hide bit[k]將要隱藏?cái)?shù)據(jù)的位流如上所述，如果運(yùn)行數(shù)據(jù)隱藏，就解碼解碼器壓縮的數(shù)據(jù)，并根據(jù)量子化參數(shù)的值，可以使其提取隱藏的數(shù)據(jù)。如果解碼器的量子化參數(shù)屬于偶數(shù)，隱藏?cái)?shù)據(jù)就以‘0’顯示；如果量子化參數(shù)屬于奇數(shù)，隱藏?cái)?shù)據(jù)就以‘1’顯示。
這時(shí)，為了數(shù)據(jù)隱藏，編碼器略微變更量子化參數(shù)。即，以2除掉將要隱藏的數(shù)據(jù)和量子化參數(shù)時(shí)，如果其余數(shù)不同，就把量子化參數(shù)值增加1，使以2除掉的兩個(gè)余數(shù)相同。這樣，因除掉DCT系數(shù)的值變大，需要編碼的數(shù)據(jù)量將減少。但能用肉眼感覺到的畫質(zhì)低下幾乎不會(huì)發(fā)生。
另外，對(duì)運(yùn)行量子化的輸入圖像或差值圖像的DCT系數(shù)值的值—等級(jí)值運(yùn)行數(shù)據(jù)隱藏的情況，用附圖6表示。附圖6是根據(jù)本發(fā)明的動(dòng)影像編碼方法，為說明利用等級(jí)值，運(yùn)行數(shù)據(jù)隱藏過程的圖紙。
根據(jù)本發(fā)明的動(dòng)影像編碼方法，為了壓縮，對(duì)輸入圖像或差值圖像運(yùn)行DCT。然后，考慮到將要傳輸?shù)念l帶寬度，指定量子化參數(shù)，調(diào)節(jié)將要編碼的位量。量子化參數(shù)除掉的值是DCT系數(shù)。
在附圖6，DCT以8*8塊為單位運(yùn)行。量子化參數(shù)適用運(yùn)行DCT的塊，并除掉系數(shù)值，這時(shí)，以量子化參數(shù)除掉的份額稱為等級(jí)。各塊利用份額—等級(jí)，運(yùn)行數(shù)據(jù)隱藏。在這里，數(shù)據(jù)隱藏可以按照如下公式運(yùn)行。
LevelSum％2＝Hide Bit[k]Level沒有變化LevelSum％2?。紿ide Bit[k]在Level中，把重要度最低的Level值減少1LevelSum全部加上塊的Level的值不是在各自的Level(等級(jí))運(yùn)行數(shù)據(jù)隱藏，而是以塊為單位，在加上等級(jí)的值上運(yùn)行數(shù)據(jù)隱藏的原因在于，對(duì)各個(gè)等級(jí)運(yùn)行數(shù)據(jù)隱藏時(shí)，會(huì)給畫質(zhì)產(chǎn)生影響。因等級(jí)是以量子化參數(shù)除掉DCT系數(shù)的值，量子化參數(shù)越大，1個(gè)等級(jí)表示的DCT系數(shù)的范圍越大。
比如，即使等級(jí)值都等于1，如果量子化參數(shù)為10，可能的DCT范圍是從10到19；如果量子化參數(shù)為30，可能的DCT范圍是從30到59。因此，以8*8塊為單位，求出等級(jí)的合計(jì)(Sum)后，如果用2除掉等級(jí)合計(jì)的余數(shù)和將要隱藏?cái)?shù)據(jù)的位相同，就表示沒有等級(jí)的變化；如果其值不同，就把重要度最低的等級(jí)值減少1。
在這里，重要度最低的等級(jí)是指對(duì)肉眼的敏感度最低的部份。因人的眼睛對(duì)高頻率領(lǐng)域的敏感度較低，如果用2除掉將要隱藏?cái)?shù)據(jù)的位和等級(jí)合計(jì)的余數(shù)不同，就對(duì)具有最高頻率的等級(jí)值減少1。
即，如果等級(jí)合計(jì)為16，并且將要插入的位為1，就把其塊的最高頻率領(lǐng)域的等級(jí)值減少1，使塊的等級(jí)合計(jì)變?yōu)?5，以此使以2除掉將要隱藏的位和等級(jí)合計(jì)的余數(shù)相同。
但如果等級(jí)合計(jì)為1，就出現(xiàn)問題。如果等級(jí)合計(jì)和將要隱藏的位均為1，就把敏感度最低的等級(jí)減少1，使整個(gè)塊的合計(jì)變?yōu)?。但原先塊的合計(jì)等于0的塊因不能再減少等級(jí)，不隱藏?cái)?shù)據(jù)。這樣，就不能區(qū)分原先等級(jí)合計(jì)為1，但隱藏?cái)?shù)據(jù)后，等級(jí)合計(jì)變?yōu)?的塊和原先的等級(jí)合計(jì)為0，并且不存在數(shù)據(jù)隱藏的塊。
本發(fā)明為了防止這樣的誤差，使用了如下的方法。等級(jí)合計(jì)為1時(shí)，如果將要隱藏的數(shù)據(jù)為1，就在那個(gè)塊插入數(shù)據(jù)。即使這樣，等級(jí)合計(jì)不發(fā)生變化。如果等級(jí)合計(jì)為1，而且將要隱藏的數(shù)據(jù)為0，就把其塊的等級(jí)合計(jì)變更為0，不進(jìn)行數(shù)據(jù)隱藏。等級(jí)合計(jì)為0時(shí)，解碼器認(rèn)為其塊不存在數(shù)據(jù)隱藏。
用這樣的方法，除了等級(jí)合計(jì)為1的塊以外，如果用2除掉將要隱藏?cái)?shù)據(jù)和自身塊合計(jì)的余數(shù)相同，所有塊的等級(jí)就沒有變化；否則，就把敏感度最低的等級(jí)減少1，以此可以隱藏?cái)?shù)據(jù)。
如果將要隱藏的數(shù)據(jù)為1，等級(jí)合計(jì)為1的塊就隱藏?cái)?shù)據(jù)；如果隱藏的數(shù)據(jù)為0，就不隱藏?cái)?shù)據(jù)，只把塊的等級(jí)值變更為0。等級(jí)合計(jì)為0時(shí)，也不運(yùn)行數(shù)據(jù)隱藏。
本發(fā)明利用量子化參數(shù)或等級(jí)值運(yùn)行數(shù)據(jù)隱藏時(shí)，對(duì)形成塊組單位的一定宏塊同步信息運(yùn)行數(shù)據(jù)隱藏。
在這里，形成塊組單位的一定宏塊同步信息是指一個(gè)塊組具有的11個(gè)宏塊中的中間第六個(gè)宏塊的位流上的開始位置。這樣的塊組中間位置信息是插入在一個(gè)塊組后面?zhèn)鬏敗?br> 更詳細(xì)地說，在位流上，隱藏第六個(gè)宏塊的開始位置傳輸是表示在位流上的各個(gè)第六個(gè)宏塊的位置，插入同步信息。
如上所述，位流發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，直到碰到下一個(gè)同步符號(hào)為止，不能正常解碼所有數(shù)據(jù)。但根據(jù)本發(fā)明，在位流上傳輸?shù)诹鶄€(gè)宏塊的開始位置，以此在解碼器解碼過程發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，可以把同步與不是塊組頂部的第六個(gè)宏塊對(duì)準(zhǔn)，因此，可以取得更好的畫質(zhì)，并且也可以減少錯(cuò)誤的傳播。
比如，如附圖4所示，如果第三個(gè)宏塊發(fā)生錯(cuò)誤，此前方法是直到下一個(gè)塊組出現(xiàn)為止，不能正常解碼所有數(shù)據(jù)。但正如本發(fā)明所述那樣，如果利用同步信息的隱藏，知道第六個(gè)宏塊的開始位置，雖然不能正常解碼從第三個(gè)到第五個(gè)宏塊數(shù)據(jù)，但從第六個(gè)宏塊開始，可以正常解碼。
另外，從對(duì)同步信息運(yùn)行數(shù)據(jù)隱藏的編碼器側(cè)面考慮，如果觀擦以塊組單位壓縮的數(shù)據(jù)，因運(yùn)行可變長(zhǎng)度編碼壓縮，以塊組為單位，第六個(gè)塊組的位置各自不同。于是，從以塊組為單位編碼的位上提取第六個(gè)塊組位置，使其把提取的位置信息在編碼下一個(gè)塊組時(shí)插入。這時(shí)，使第六個(gè)宏塊的開始位置隱藏在量子化參數(shù)和離散余弦變換等級(jí)值。把這一過程表示在附圖7。附圖7是根據(jù)本發(fā)明的動(dòng)影像編碼方法，以概念表示編碼器運(yùn)行編碼過程的順序圖。
另外，說明提取同步信息的解碼器側(cè)面過程，運(yùn)行解碼時(shí)，提取以塊組為單位隱藏的信息，得知此前塊組第六個(gè)宏塊的開始位置。在此前塊組，第六個(gè)塊組前發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，利用提取的信息，從此前塊組第六個(gè)宏塊開始，重新正常運(yùn)行解碼。把這一過程用附圖8表示。附圖8是根據(jù)本發(fā)明的動(dòng)影像編碼方法，表示解碼器運(yùn)行編碼過程的順序圖。
另外，在動(dòng)影像通信，錯(cuò)誤率根據(jù)環(huán)境發(fā)生變化。如果嚴(yán)重，就達(dá)到10E-3，也存在幾乎沒有錯(cuò)誤的環(huán)境。這時(shí)，在錯(cuò)誤發(fā)生率較高的環(huán)境，將要隱藏的數(shù)據(jù)也因錯(cuò)誤被破壞，因此，應(yīng)反復(fù)多次傳輸。還原的數(shù)據(jù)發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，提取隱藏?cái)?shù)據(jù)，隱蔽錯(cuò)誤。其理由是，因數(shù)據(jù)隱藏本身隱藏在編碼的位流，如果編碼的數(shù)據(jù)被錯(cuò)誤破壞，隱藏的數(shù)據(jù)也被破壞。
于是，如果利用破壞信息，運(yùn)行錯(cuò)誤隱蔽，畫質(zhì)低下更糟糕，因此，多次反復(fù)傳輸將要隱藏的數(shù)據(jù)，解碼器的隱藏?cái)?shù)據(jù)因錯(cuò)誤破壞時(shí)，也使其利用反復(fù)的其它數(shù)據(jù)。
另外，現(xiàn)在運(yùn)行的錯(cuò)誤隱蔽方法只利用解碼器接收的圖像，使其最大限度地還原為與原先圖像相似的圖像。即，因可以利用的信息有限，使還原圖像與原先圖像具有差距。一般視頻壓縮方式因利用此前圖像的差值圖像進(jìn)行壓縮，某一點(diǎn)上發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，如果不完全解除那部份的錯(cuò)誤，就有可能給下一個(gè)圖像傳播錯(cuò)誤。即，需要最大限度解除發(fā)生錯(cuò)誤點(diǎn)的錯(cuò)誤。
利用本發(fā)明的動(dòng)影像編碼方法，因不僅在接收端運(yùn)行錯(cuò)誤隱蔽，而且在傳輸端也接收追加信息運(yùn)行錯(cuò)誤隱蔽，可以最大限度解除錯(cuò)誤。如果使用本發(fā)明提出的運(yùn)算法則，在發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，不僅可以在圖片頂部和塊組頂部找到同步信息，而且在塊組中間也可以找到同步信息，因此，可以大幅防止錯(cuò)誤傳播。
如果利用本發(fā)明的動(dòng)影像編碼方法，IMT-2000等視頻通信服務(wù)發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，使錯(cuò)誤隱蔽更具有效性。這樣，可以有效用于使用一般視頻多媒體數(shù)字信號(hào)編解碼器(CODEC)標(biāo)準(zhǔn)(H.26X、MPEG1.2.4)的動(dòng)影像通信服務(wù)。
權(quán)利要求
1.動(dòng)影像編碼方法，所述方法為在動(dòng)影像傳輸系統(tǒng)，運(yùn)行錯(cuò)誤隱蔽的的動(dòng)影像編碼方法，包括步驟對(duì)在編碼器輸入的圖像，提取形成塊組單位的一定宏塊同步信息；對(duì)上述提取的形成塊組單位的一定宏塊同步信息，通過編碼時(shí)的數(shù)據(jù)隱藏，進(jìn)行傳輸；提取在解碼器因上述數(shù)據(jù)隱藏傳輸，并形成塊組單位的一定宏塊同步信息，還利用提取的同步信息，運(yùn)行錯(cuò)誤隱蔽。
2.如權(quán)利要求1所述的動(dòng)影像編碼方法，其特征在于，形成上述塊組單位的一定宏塊同步信息是指以塊組為單位，在位流上的第六個(gè)宏塊開始位置。
3.如權(quán)利要求1所述的動(dòng)影像編碼方法，其特征在于，對(duì)形成上述提取的塊組單位的一定宏塊同步信息，運(yùn)行數(shù)據(jù)隱藏時(shí)，以反復(fù)多次隱藏形成上述提取的塊組單位的一定宏塊同步信息。
4.如權(quán)利要求1所述的動(dòng)影像編碼方法，其特征在于，運(yùn)行上述數(shù)據(jù)隱藏時(shí)，利用對(duì)輸入圖像運(yùn)行量子化參數(shù)和/或離散余弦變換的塊內(nèi)等級(jí)值(以量子化參數(shù)除掉離散余弦變換系數(shù)的值)運(yùn)行數(shù)據(jù)隱藏。
5.如權(quán)利要求1所述的動(dòng)影像編碼方法，其特征在于，對(duì)形成上述提取的塊組單位的一定宏塊同步信息，運(yùn)行數(shù)據(jù)隱藏時(shí)，把上述提取的一定宏塊同步信息隱藏在上述提取一定宏塊同步信息的塊組一個(gè)塊組后面。
6.如權(quán)利要求1所述的動(dòng)影像編碼方法，其特征在于，利用從上述解碼器提取的一定宏塊同步信息，運(yùn)行錯(cuò)誤隱蔽時(shí)，如果輸入的塊組宏塊發(fā)生錯(cuò)誤，就參照從隱藏?cái)?shù)據(jù)提取的形成塊組的宏塊同步信息，對(duì)上述發(fā)生錯(cuò)誤的塊組宏塊，再次運(yùn)行編碼。
7.如權(quán)利要求6所述的動(dòng)影像編碼方法，其特征在于，從上述解碼器提取的一定宏塊同步信息屬于形成一個(gè)塊組的第六個(gè)宏塊同步信息時(shí)，如果上述發(fā)生錯(cuò)誤的宏塊是第六個(gè)宏塊之前的宏塊，就參照上述提取的同步信息，從上述發(fā)生錯(cuò)誤的塊組第六個(gè)宏塊開始，再次運(yùn)行解碼。
全文摘要
本發(fā)明的動(dòng)影像編碼方法包括對(duì)編碼器輸入的圖像，提取形成塊組單位的一定宏塊同步信息；對(duì)提取的形成塊組單位的一定宏塊同步信息，通過編碼時(shí)的數(shù)據(jù)隱藏進(jìn)行傳輸；提取在解碼器因數(shù)據(jù)隱藏傳輸，并形成塊組單位的一定宏塊同步信息，還利用提取的同步信息，運(yùn)行錯(cuò)誤隱蔽。在這里，根據(jù)本發(fā)明的理解，形成塊組單位的一定宏塊的同步信息是指以塊組為單位的位流上的第六個(gè)宏塊開始位置。另據(jù)本發(fā)明，運(yùn)行數(shù)據(jù)隱藏時(shí)，利用對(duì)輸入圖像運(yùn)行量子化參數(shù)和/或離散余弦變換的塊內(nèi)的等級(jí)值(以量子化參數(shù)除掉離散余弦變換系統(tǒng)的值)，運(yùn)行數(shù)據(jù)隱藏。
文檔編號(hào)H04N7/26GK1756350SQ20041005173
公開日2006年4月5日 申請(qǐng)日期2004年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月29日
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