CN1185877C - 用于解码视频信号的再同步方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种再同步方法，尝试在已经检测到在所说压缩视频数据信号中的传输误差以后而实现由一个解码器接收的一个压缩视频数据信号的再同步。该再同步方法是基于一个再同步码字的使用。为了确保该压缩视频数据信号的正确解码，该再同步码字可从已知VLC码字以及该VOP启始码区别开。

Description

用于解码视频信号的再同步方法
发明领域
本发明涉及对由解码器接收的一个压缩视频数据信号的再同步的方法。
这样一种再同步方法可以使用在例如MPEG4解码通道中，用于在已经检测了该接收的压缩视频数据中的传输误差以后，再同步所进行的解码。
发明背景
从MPEG-4视频标准，称作MPEG-4视频标准，ISO/IEC 14496-2，得到一种再同步方法。
MPEG-4标准使用视频目标，它们是在一个用户可接入和操作的一个场景中的实物。为实现一个视频目标的接入，必需具有该目标形状的一个编码表示。在一给定时间的视频目标的情况被称作视频目标平面(下文称作VOP)。一个视频目标层是一组VOP，其形状类型由称为‘视频目标层形状’的一个整数所标识。
帧内编码的VOP(下文称作I-VOP)被编码而与其它画面无关。它们提供对能够开始进行解码的该编码序列的接入点，但是仅以适度的压缩编码。预测编码VOP(下文称作P-VOP)被更有效地编码，使用从过去帧内或预测编码的VOP的运动补偿预测，并且通常被用作进一步预测的一个基准。双向预测编码VOP(下文称作B-VOP)提供最高程度的压缩，但是要求过去和未来基准VOP用于运动补偿。按照需要，运动矢量被定义用于一个VOP的每一16×16的行区域，下文称作一个宏数据块，或被定义用于一个VOP的每一8×8的行区域，下文称作一个数据块。用于正向编码的VOP(Vop_fcode_forward)和用于反向编码的VOP(vop_fcode_backward)是使用在运动矢量解码中的整数。
MPEG-4标准中描述的再同步的方法是基于一个再同步码字，称作‘再同步标记(resync_marker)’，其被插入该压缩的视频数据信号中。称为″再同步标记禁止(resync_marker_disable)″的1比特标志被设置为‘1’以便指示在该编码的VOP中没有再同步标记，而设置为‘0′则指示存在这种标记。由该MPEG-4标准定义的再同步码字是至少16零后跟随一个1的二进制码字符串‘0 0000 0000 0000 0001’。对于具有″仅二进制″值的视频目标层形状的I-VOP或VOP，该再同步标记是16零后跟随一个1。对于一个P-VOP来说，此再同步标记的长度取决于用于正向编码的VOP的值，而对于一个B-VOP来说，此再同步标记的长度取决于用于正向编码的VOP和用于反向编码的VOP的较大值。该再同步标记的长度和正确的fcode之间的关系由16+fcode给出。该再同步标记是(15+fcode)个零跟随一个1。其仅出现在当该再同步标记禁止标志被设置为‘0’时。一个再同步标记应当只定位在紧接一个宏数据块之前并且以一个码字字节校准。
本发明概要
根据本发明的一个方面，提供了一种用于对由解码器接收的压缩视频数据信号进行再同步的方法，包括在该压缩视频数据信号中检测再同步字的步骤和同步来自该再同步字的检测的该压缩视频数据信号的解码的步骤，其特征在于，该检测步骤适用于检测用于对应双向预测编码视频目标平面的视频数据的包含至少17个连续0和其后的一个1的再同步字。
根据本发明的另一个方面，提供了一种用于接收压缩视频数据信号的视频解码器，包括用于检测在该压缩视频数据信号中的再同步字的检测器，以及用于再同步来自该再同步字的检测的该压缩视频数据信号的解码的同步器，其特征在于所说的检测器适用于检测用于对应双向预测编码视频目标平面的视频数据的包含至少17个连续0和其后的一个1的再同步字。
根据本发明的另一个方面，提供了一种用于把再同步字插入到由编码器提供的压缩视频数据信号中的方法，其特征在于，所说方法适用于插入用于对应于双向预测编码视频目标平面的视频数据的包括至少17个连续0和其后的一个1的再同步字。
根据本发明的另一个方面，提供了一种用于提供压缩视频数据信号的视频编码器，该视频编码器包括用于把再同步字插入到该压缩视频数据信号中的装置，其特征在于，所说的用于插入的装置适用于插入用于对应于双向预测编码视频目标平面的视频数据的包括至少17个连续0和其后的一个1的再同步字。
本发明的一个目的是实现由一个解码器接收的一个压缩视频数据的信号的更可靠的再同步。本发明考虑了下面的几个方面。
一个再同步码字应该有可能与可被包括在该压缩视频数据信号中的全部比特序列区别开，因为我们没有对该再同步码字可能所在之处的先验认识。例如，在该MPEG-4标准中，一个再同步码字应该可与全部可能的可变长度码(下文称作VLC)码字以及标记该VOP开始的VOP启始码区别开。
但是，在其当前阶段中的MPEG-4标准允许某些VLC码字的组合，其导致中该压缩视频数据信号中的意外再同步码字的存在，并且结果是导致一个伪再同步。从属于B-VOP的一个宏数据块解码获得的并且能够导致这样一个不希望的再同步的比特组合如下：
用于B-数据块的宏数据块模式(MODB)：  00
宏数据块类型(MB-TYPE)：             0001
用于B-数据块的编码数据块图案(CBPB)：100000
量化器信息(DBQUANT)：               0
运动矢量VLC码字：                   0000000000111
此实例显示包括连续16个0后跟随一个1的VLC码字的一个特定组合：5个0对应于CBPB VLC码字，1对应于DBQUANT VLC码字，以及10对应于对应于该-15.5运动矢量VLC码字。在此情况中，存在VLC码字的这一具体组合与该再同步码字之间的一个含糊性，其也包括16个连续0(15+fcode，在此情况中fcode等于1)随后是一个1。VLC码的特定组合能够模仿不被希望的一个再同步。在这种情况下，一个MPEG-4视频解码器不能正确地解码该压缩视频数据的信号。
根据本发明的再同步的方法的特征在于，其包括一个检测步骤，针对一个双向预测编码的视频目标平面检测包括至少17个连续0后跟随一个1的再同步码字。
结果是，所说的再同步方法将提供该压缩视频数据信号的一个更可靠的再同步，因为其根据包含至少17连续0的一个再同步，即使fcode等于1，其也可从先前描述的VLC码字的特定组合区别。所说的再同步方法将因此确保包括所说VLC码字的所说具体组合的一个压缩视频数据的信号的正确解码。
如在本再同步方法中描述的那样，本发明还用于实现这样一种再同步方法的一个视频解码器，并且用于传送一个再同步码字的一个压缩视频数据的信号。
本发明最终涉及一种把再同步码字插入到一个压缩视频数据的信号中的方法，并且涉及实施这种方法的一个视频编码器。
参照在下文的实施例说明，本发明的这些和其它方面将是显见的。
附图的简要描述
现以实例的方式参照附图而更详细地描述本发明，其中：
图1示出根据本发明的包括一个再同步码字的一个视频数据包，和
图2示出根据本发明的再同步方法的一个流程图。
本发明的详细说明
本发明用于一种再同步方法，尝试在已经检测到在所说压缩视频数据信号中的传输误差以后而实现由一个解码器接收的一个压缩视频数据信号的再同步。通常，在误差之前的同步点和同步被恢复的第一点之间的数据被放弃。是否这再同步方法找出由该解码器放弃的数据量，这将大大增强恢复数据和/或隐藏误差影响的工具的其它类型的能力。
本再同步方法是在MPEG-4视频数据信号的环境下描述的，但是也可应用到其操作视频目标的其它类型的压缩视频数据信号。
该再同步方法是基于一个VOP分段到图像数据包中。这种方法使得周期的再同步码字被贯穿该压缩视频数据信号提供。因此，该视频数据包的长度不是基于宏数据块的数量，而是根据包括在该数据包中的比特数目，这使得该再同步方法更精确。
图1示出一个典型的视频数据包。此视频数据包包括：
-用于标记一个新视频数据包的开始的再同步码字(RW)，
-标题信息，例如包含在该数据包中的第一宏数据块的宏数据块地址(NUM)、量化参数(Q)和标题扩展码(HEC)；为了再起动该解码处理，需要该标题信息，
-该宏数据块数据(MBD)。
该再同步码字必须可与全部可能的VLC码字以及该VOP启始码区别。如在本发明概要中描述的那样，VLC码字的一个具体顺序在该背景技术的再同步码字的情况下将产生含糊性。
所述序列包括：
-用于B-数据块VLC码字的宏数据块模式(MODB)。此MODB VLC码字仅出现在B-VOP的编码宏数据块中，并且等于：
·1，如果既不存在用于一个宏数据块的CBPB数据又不存在MB_TYPE数据，
·01，如果仅存在用于一个宏数据块的MB_TYPE数据，
·00，如果既存在用于一个宏数据块的CBPB数据和MB_TYPE数据，
-一个宏数据块类型(MB_TYPE)VLC码字。此MB_TYPE VLC码字只出现在包括运动矢量的B-VOP的编码宏数据块中。根据使用的运动矢量类型，用于MB_TYPE的编码是1、01、001或0001。
-用于B-数据块(CBPB)VLC码字的编码数据块图案。此CBPB码字是一种3到6比特的编码，该码中的每一比特表示一个数据块的编码/非编码状态。针对具有系数的非明晰数据块的每一个，在该码中的对应比特设置为‘1’。
-量化器信息(DBQUANT)VLC码字。此DBQUANT码字指定在用于B-VOP的量化器中的变化。用于DBQUANT的编码是10、0或11。
-一个运动矢量VLC码字。此VLC码字是一个1-13比特的编码，并且包括多达10个连续的0，如在下面实例中描述的那样：
    编码 矢量差
0000 0000 0010 1 -16
0000 0000 0011 1 -15.5
0000 0000 0011 0 15.5
0000 0000 0010 0 16
上述VLC码字的定义导致比特的组合，包括最大的一组17个连续0跟随有一个1的组合：6个0对应于CBPB VLC码字，1对应于DBQUANT VLC码字，以及10对应于对应于运动矢量VLC码字。如果fcode等于1或2，在一个再同步码字具有(15+fcode)个0情况下，所说的比特组合可以是含糊的。对应于用于正向编码的VOP或用于反向编码的VOP，因为fcode的值是取值从1到7的一个3比特整数，所以有可能是这种情况，该0值被禁止，并且所说的值取决于运动矢量范围。
结果是，再同步码字的长度必须被增加并且必须包含至少17个连续的0。根据本发明的该再同步标记是至少16零后跟随一个1的二进制码字符串‘0 0000 0000 0000 0001’。对于具有″仅二进制″值的视频目标层形状的I-VOP或VOP，该再同步标记是16零后跟随一个1。对于一个P-VOP来说，此再同步标记的长度取决于用于正向编码的VOP的值，而对于一个B-VOP来说，此再同步标记的长度取决于用于正向编码的VOP和用于反向编码的VOP的较大值。在一个最佳实施例中，该再同步标记的长度和正确的fcode之间关系由针对一个P-VOP的16+fcode以及针对一个B-VOP的16+n+fcode给出。针对一个P-VOP的该再同步标记是(15+fcode)个0跟随有一个1，而针对一个B-VOP的该再同步标记是(15+n+fcode)个0跟随有一个1，其中n是严格高于0的一个整数。其仅出现在当该再同步标记禁止标志被设置为‘0’时。一个再同步标记应当只定位在紧接一个宏数据块之前并且以一个码字节校准。
图2示出根据本发明的再同步方法的一个流程图。在一个解码步骤(DEC)期间，接收一个压缩视频数据信号(CS)并且提供一个输出信号(0S)。在一个误差分析步骤(ERR)期间分析该输出信号。当在该压缩视频数据信号中检测一个误差时，例如检测一个非法VLC码字或一个语义错误时，检测步骤(DET)搜索在该压缩视频数据信号中的一个再同步码字。所说的再同步码字取决于VOP的类型并且包括：
-16个0跟随有一个1，用于I-VOP，
-(15+fcode)个0跟随有一个1，用于P-VOP，
-(15+n+fcode)个0跟随有一个1，用于B-VOP，其中n是严格高于0的一个整数。
最终，当检测到一个再同步码字时，一个同步步骤(SYNC)使得跟随该再同步码字而从该标题信息再起动该解码处理。该宏数据块号码(NUM)提供空间的再同步，同时该量化参数(Q)实现该差分解码处理被再同步。
在本发明的第一实施例中，包括6连续0的一个CBPB VLC码字不是一个可能的组合，因为对应于6个非编码的数据块的此VLC码字将包括等于1或01的一个MODB VLC码字(没有CBPB数据)。在此情况中，主要不宜的CBPB VLC码字是‘100000′，并且对应于(16+fcode)个0跟随有一个1的再同步码字的等于1的一个值充分地避免了在所说再同步码字和已知VLC码字之间的任何含糊性。
在本发明的第二实施例中，面对的是一个等于00的MODB VLC码字，与包括6个连续0的CBPB VLC码字相关的，因为MPEG-4标准允许这种VLC码字的组合。结果是，n的值是2，对应于(17+fcode)个0跟随有一个1的再同步码字，在包括一组17个连续0跟随有一个1的VLC码字的组合的情况下，这将排除任何含糊性：6个0对应于CBPB VLC码字，一个0对应于DBQUANT VLC码字，以及十个0对应于对应于运动矢量VLC码字。
图2中描述的一种再同步的方法是在一个集成电路中实施的，该集成电路被集成在例如视频解码器中。
该视频解码器用于接收一个压缩的输入视频数据信号并且包括用于检测在该压缩的输入视频数据信号中的再同步码字的一个检测器以及一个同步器，用于再同步来自该再同步码字的检测的压缩输入视频数据信号的解码。
本发明还用于一种插入方法，把在包括至少17个连续0跟随有一个1的一个再同步码字插入到一个压缩视频数据信号中，例如在该最佳实施例中把对应于B-VOP视频数据的(15+n+fcode)个0跟随有一个1的一个再同步码字插入到压缩视频数据信号中。这样一个插入方法是在一个集成在例如图像编码器中的一个集成电路中实现的。
该相应的视频编码器被用于提供一个压缩的输出视频数据信号，并且包括用于把该再同步码字插入到该压缩输出视频数据信号中的装置。
而且，由这种视频编码器提供的信号或由这种视频解码器接收的信号是可辨别的，由于其包括由17连续0跟随有一个1组成的再同步码字，例如在该最佳实施例中用于对应B-VOP视频数据的(15+n+fcode)个0跟随一个1的再同步码字。
使用的动词″包括″以及它的结合将显然不排除存在除权利要求中定义的那些步骤或成分之外的其它步骤或成分。在一个成分或步骤前的单词″一个″并不排除存在多个这种单元或步骤。

Claims (4)

1.一种用于对由解码器接收的压缩视频数据信号进行再同步的方法，包括在该压缩视频数据信号中检测再同步字的步骤和同步来自该再同步字的检测的该压缩视频数据信号的解码的步骤，其特征在于，该检测步骤适用于检测用于对应双向预测编码视频目标平面的视频数据的包含至少17个连续0和其后的一个1的再同步字。
2.一种用于接收压缩视频数据信号的视频解码器，包括用于检测在该压缩视频数据信号中的再同步字的检测器，以及用于再同步来自该再同步字的检测的该压缩视频数据信号的解码的同步器，其特征在于所说的检测器适用于检测用于对应双向预测编码视频目标平面的视频数据的包含至少17个连续0和其后的一个1的再同步字。
3.一种用于把再同步字插入到由编码器提供的压缩视频数据信号中的方法，其特征在于，所说方法适用于插入用于对应于双向预测编码视频目标平面的视频数据的包括至少17个连续0和其后的一个1的再同步字。
4.一种用于提供压缩视频数据信号的视频编码器，该视频编码器包括用于把再同步字插入到该压缩视频数据信号中的装置，其特征在于，所说的用于插入的装置适用于插入用于对应于双向预测编码视频目标平面的视频数据的包括至少17个连续0和其后的一个1的再同步字。
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