CN1190848A - 用于屏蔽视频数据错误的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于屏蔽视频数据错误的装置和方法,该装置包括第一帧存储部分,用于存储前帧的视频数据,和第二帧存储部分,用于存储当前帧的视频数据。一错误检测器计算在解码的视频数据中相应块之间的直流值差值并且检测一特定宏块错误,当检测到错误时,将存储在第一帧存储部分中相同位置的数据拷贝到第二帧存储部分的错误产生的位置上。另一方面,当没有检测到错误时,将数据写到该第二帧存储部分。

Description

用于屏蔽视频数据错误 的装置和方法
本发明涉及一种用于屏蔽视频数据错误的装置和方法。更具体地，本发明涉及一种用于在视频数据解码期间检测块单元的直流错误和用于屏蔽被检测到的错误的装置和方法。
一般地，大量的视频数据要求被数字化处理以产生数字图像和呈现多维特性。由于有限的存储介质的容量和通讯线的传输速度，为了处理这种数据并且从而有效地传输或存储该数字图像，需要进行数据的压缩。
对于运动图像数据的压缩的标准化已由运动图像专家组(MPEG)提出，该标准符合国际组织标准化国际电子技术委员会(ISO-IEC)的JTC1/SC-29。ISO-IEC是格式标准化的国际组织。国际电信联盟-电信标准化分部(ITU-T)已经进行关于基于ATM协议的视频编码标准化准备的研究，以便以将来的B-ISDN标准传输图像，并且近来已经推荐了几个H.26X标准建议。在H.26X标准建议中，H.263涉及用于低位速率通讯的视频编码，这适合于诸如无绳视频电话等的设备。
通过一个网络(有线或者无线)传输的视频数据将有网络错误是不可避免的。在无线网络中，用于定义错误产生概率的误差率(BER)较高并且经常产生突发错误。为降低这类通道感应错误，一种诸如Bose-Chaudhurvi-Hocquenghem(BCH)和RCPC的通道编解码器结合H.263建议已经被开发出来。然而，由于数据量在这种通道编解码器中迅速增加(例如，当RCPC比率为1/16时，数据量将增加1500％)，数据速率必须适当地折衷。在这种格式下，可在视频解码器中，与通道编解码器无关简单地进行错误屏蔽。
图1示出按照H.263标准的在一个视频解码器中的屏蔽错误的方式。参照数值110和120分别代表在一视频帧中的一个块组(GOB)和一个宏块(MB)。当在编码从当前帧N接收的视频位流期间产生一个错误时，视频解码器停止解码当前的GOB并且将前面帧N-1的一个与当前GOB处于相同位置的GOB复制到当前帧N的存储器中。
然而，上述方法有以下问题。首先GOB的结构示于图2。在用于实现H.263标准的一个视频格式的QCIF格式(176×144)中，在一帧中有9个GOB，并且在一个GOB中有11个MB。由于一个MB(16×16)由四个8×8的块构成，一个亮度直流(DC)值被以8位定长传送到每个8×8的块。在实际H.263位流中，有很多变长编码的部分和情形的错误由于哈夫曼编码器的特性不能被检测。例如，假设示于图2的宏块(MB)K的各个8×8的块的DC值示于图3A中，并且它们出现如图3B所示的错误。即该值由10000001(129)变为0000001×(2或3)，由10000010(130)变至0000010×(4或5)，由01111110(126)变为1111111×(254或255)和由10000100(132)变为0000100×(8或9)。例如，当刚刚在进行解码前，该值由于偏移或者由于任何其它原因变错一位时，会产生完全不同的DC值(如图3B中所示)。这表明一个问题。
此外，在一个视频解码器中，如图4A中所示，产生诸如红色，绿色，或蓝色的原色块。随时间经过的传播的错误，依赖于如图4B中所示的移动矢量的值。由于错误不被检测，如在图3B所示那样产生，并且因为DC值具有一个固定长度，这严重损坏图像质量。
本发明的目的在于提供一种用于在视频数据解码期间通过一直流错误检测装置和方法进行错误屏蔽，从而改善H.263标准的图像质量的装置。
本发明的另一目的在于提供一种用于在视频数据解码期间通过一直流错误检测进行错误屏蔽，从而改善H.263标准的图像质量的方法。
为达到第一目的，提供了一种装置，用于通过解码压缩的视频数据屏蔽视频数据错误，其中视频数据的一帧包括由多块形成的多个宏块。每个块具有一直流(DC)值。该装置包括一个第一存储装置，用于存储一个前一帧的视频数据，一个第二存储装置，用于存储当前帧的视频数据，错误检测装置，用于计算在解码视频数据中在相应块间的直流差并且当差值大于参考阈值时检测一特定的宏块错误，以及一DC错误检测装置，用于当在错误检测装置中检测到错误时，将存储在第一帧存储器装置中相同位置的数据拷贝到在第二帧存储装置中产生错误的位置中，当没有检测到错误时，将数据写到第二帧存储装置。
进一步根据上述目的，提供了一种用于通过解码压缩的视频数据屏蔽视频数据错误的装置，其中视频数据的一帧包括由多个块形成的多个宏块，每个具有一个直流值。该方法包括以下步骤：计算在解码视频数据的相应块之间的DC值的差，确定DC值差计算步骤输出的差值是否大于一参考阈值，并且当该差值大于参考阈值时，通过产生一个出错信号，拷贝前帧的数据至当前该错误产生的位置上，和当DC值之间的差小于预定参照阈值时，写解码数据至当前帧。
通过结合附图详细描述本发明的优选实施例，本发明的上述目的和优点将变得更明显，其中：
图1示出一种在一个符合H.263标准的视频解码器中屏蔽错误的方法；
图2示出H.263标准的QCIF情形中一个GOB的结构；
图3A和3B示出图2的宏块K中原始的和错误的亮度直流值；
图4A和4B分别示出在一当前帧(N)中在图3A和3B的直流值中产生的错误的一种情形和其中错误传播随时间经过而产生的现象；
图5是一方块图，示出依据本发明的错误屏蔽装置的结构；
图6示出依据H.263标准的一视频数据的选择宏块MB的DC值；
图7是图5的直流错误检测部分的详细方块图；
图8是用于描述本发明的错误屏蔽方法的流程图。
以下将结合附图详细描述本发明的优选实施例。
图5是一方块图，示出依据本发明的一个错误屏蔽装置的结构。该装置包括一个第一帧存储器510，用于存储前一帧N-1的视频数据，一个第二帧存储器520，用于存储当前帧N的视频数据，直流(DC)错误检测器530，用于在解码的变长位流中检测直流DC错误，和一个控制器540，用于依据在直流错误检测部分530中产生的直流错误信号对应于第一帧存储器510和第二帧存储器520进行拷贝和写操作，并且用于决定待控制的数据的位置。
图6示出依据H.263标准的视频数据的选择宏块的DC值。一个16×16宏块由四个8×8块构成。DC值包括存在于各自的四块中的DC0，DC1，DC2和DC3。
如图5所示，帧N-1存储器510存储前帧的视频数据并且帧N存储器520存储当前帧的视频数据。假设存在于输入位流中的选择宏块的DC值DC0，DC1，DC2和DC3(如图7所示)以一变长被解码，DC错误检测器530测量各DC值间的差。DC错误检测器530将测量的差值与参照阈值进行比较并且当被测量的差大于一个阈值时确定存在DC错误信号，因为一特定宏块或8×8块的DC值有错误。当DC错误检测器530检测到错误信号时，控制器540通过指定前一帧N-1存储器510的相同位置的特定视频数据将特定视频数据拷贝到当前帧N存储器520的错误产生的位置中。当相应块的DC值差小于该阈值时，也就是说，特定宏块或8×8块的DC值没有错误时，控制器540将解码数据写到当前帧存储器N520。
图7是图5的DC错误检测器530的详细方块图。该检测器530包括第一和第二DC存储部分710和720，用于存储以变长解码的位流的宏块中的第一和第二块的DC值，一个减法器730，用于输出由第一和第二DC存储部分710和720输出的DC值差，和一个比较部分740，用于将减法器730的输出值与一个参照阈值进行比较并且产生一个标志信号。
如图7中所示，第一和第二DC值存储部分存储变长位流的选择宏块的DC值DC0，DC1，DC2和DC3。第一DC值存储部分710存储图7的DC值DC0，并且第二DC值存储部分720存储DC值DC1，DC值DC2，或DC值DC3，即，图7的DC值DC0外的其它值。减法器730计算由第一和第二DC存储部分710和720的DC输出值的差值并且输出该DC差值。比较部分740将减法部分730输出的差值与一个预定参照阈值相比较并产生一个用于决定是否检测到一个DC错误的标志信号。例如，当在图7的解码的DC值DC1和DC值DC0之间的差值由于DC值DC1的改变大于该预定参照阈值时，该标志信号成为一个指示错误已经产生的“1”。当DC差值小于预定参照阈值时，标志信号变成一个指示错误没有产生的“0”。这里，例如在一计算机模拟中采用一大于40的值做为预定的参照阈值。
图8是用于描述依据本发明的错误屏蔽方法的流程图。该方法包括以下步骤：接收已被变长解码的位流(步骤810)，输出宏块DC值之间的差值(步骤820)，确定DC值的差值是否大于参照阈值(步骤830)，当DC值差值大于参照阈值时拷贝前一帧的数据到当前帧的位置中(840)，当DC值的差值小于参照阈值时写解码数据至当前帧(步骤850)。
如图7中所示，DC错误检测器530接收以变长编码的位流(步骤810)，计算在解码的视频数据的宏块中的相应块之间的直流差值(步骤820)，并且通过确定计算出的值是否大于参照阈值来确定计算出的值中是否有错误。当在各自块之间的DC差值大于参照阈值时，DC错误检测器530允许控制器540拷贝前一帧的数据至当前帧错误产生的位置中(步骤840)，并且当在相应块之间的DC差值小于参照阈值时，允许控制器540将解码的数据写到当前帧(步骤850)。
如上所述，依据本发明，可以通过确定是否产生DC错误来屏蔽错误，当采用H.263标准以(对应于一个视频序列的)低速率视频编码通过一个通道时，这是避免错误传播的重要信息。
上面描述了一个新颖的用于屏蔽视频数据错误的装置和方法，并且满足在此寻求的全部目的和优点。然而，对熟知本领域的技术人员来说，在考虑公开优选实施例的说明和附图之后，主题发明的很多改变，修改，和变形以及其它使用和应用将变得明显。所有这些不脱离本发明的精神和范围的改变，修改，变形以及其使用和应用都包含于由权利要求限定的本发明范围内。

Claims (7)

1.一种用于通过解码压缩视频数据屏蔽视频数据错误的方法，其中一个数据帧包括由多个块组成的多个宏块，每个块具有一个直流(DC)值，所述装置包括：
第一帧存储装置，用于存储前一帧的视频数据；
第二帧存储装置，用于存储当前帧的视频数据；
错误检测装置，用于计算所述解码的视频数据相应块之间的直流值差和用于当该差值大于预定阈值时检测一特定宏块错误；
DC错误检测装置，包括：当在所述的错误检测装置中检测到错误时，用于将存储在所述第一帧存储装置的相同位置的数据拷贝到所述第二帧存储器装置中产生错误的位置的装置，和用于当未检测到错误时，将数据写到所述第二帧存储器装置中的装置。
2.如权利要求1所述的用于屏蔽视频数据错误的装置，其中所述错误检测装置包括：
第一和第二DC存储部分，用于存储解码的视频数据的宏块的第一和第二块DC值；
一个减法部分，用于计算由所述第一和第二DC存储部分输出的DC值之间的差值；和
一个比较部分，用于将所述减法部分输出的值与一个预定的参照阈值进行比较并且用于产生一个错误信号。
3.如权利要求1所述的用于屏蔽视频数据错误的装置，其中所述DC错误检测装置的预定单元块是属于一个16×16宏块的8×8块。
4.如权利要求1所述的用于屏蔽视频数据错误的装置，进一步包括一个控制器，其连接至所述第一和第二帧存储装置和所述DC错误检测装置，用于控制所述装置的操作。
5.一种用于屏蔽包含在一个解码的视频数据块的到达位流内的视频数据错误的装置，所述装置包括：
一个第一存储器，用于存储视频数据的第一帧；
一个错误检测器，用于响应视频数据块的到达位流，所述错误检测器包括用于计算在所述视频数据中相应块之间的直流值差的装置和用于当该差值大于一预定参照阈值时检测一宏块错误的装置；和
一个控制器，响应于所述错误检测器的输出；并且包括用于当所述错误检测器检测到错误时，将存储在第一存储器中相同位置的数据拷贝到所述第二存储器的错误产生位置上的装置，和用于当错误未被检测到时，将数据写到所述第二存储器中的装置。
6.如权利要求5所述的用于屏蔽视频数据错误的装置，其中所述的检测器包括：
第一和第二DC存储器，用于存储视频数据的到达位流的宏块的第一和第二块DC值；
一个减法器，用于计算所述第一和第二DC存储器输出的DC值的差值；
一个比较器，连接至所述减法器的一个输出，用于将所述减法器的输出值与一个预定参照阈值进行比较并且产生一个错误信号。
7.一种用于通过解码压缩的视频数据屏蔽视频数据的错误的方法，其中一个数据帧包括由多个块组成的多个宏块，每个块具有一个直流值，所述方法包括以下步骤：
计算在所述解码视频数据中相应块之间的DC值的差值；
确定该差值是否大于一预定参照阈值；
当差值大于所述预定参考阈值时，通过产生一个出错信号，将前帧的数据拷贝到当前帧的该错误产生的位置上；并且
当DC值之间的差值小于所述预定参照阈值时，将解码数据写到当前帧。
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