CN1262832A - 数字数据的编码、传输和解码的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

数据块的长度说明是包括在数据块的控制信息中的。从而达到了安全的同步化,并且因而改善了故障不敏感性。

Description

数字数据的编码、传输和 解码的方法和装置
本发明涉及到分组为可变长度数据块的数字数据的编码、传输和解码的方法和装置。
在数字数据传输时，在所谓的以包为基础的数据传输时，将数据分成为数据块，数据块有预先规定固定的或可变的块长度。将数据块进行信道编码和传输。
数字数据例如是数字视频数据，数字音频数据或也可以是例如用ASC-II格式的数字文本信息。
如果允许数据块的块长度是可变的，则对于接收站存在的问题是，按照数据块被接受的顺序比特流准确地同步，也就是说每次都要准确地找到数据块的开始。一般这个任务是由多路复用器解决的。
在(ITU-H.223，国际电信通信联盟，低比特率多媒体通信的多址-记录，1996年)中叙述了图像电话标准ITU-H.324。在ITU-H。223多址-记录中，使用可变的块长度。单个数据块是由所谓的同步化字(HDLC-标志，高水平数据连接控制-标志)相互隔开的。HDLC-标志是由比特序列“0111 1110”组成的。为了避免由于在数据块中出现相同的比特序列作为同步化字产生错误分类，在每个数据块编码时控制比特序列“11111”(五个连续的数值为“1”的比特)。如果找到一个这样的比特序列，则自动地补充一个数值为“0”的比特。这种过程方式被称为比特填充(比特填充)。
这种方法在有故障的传输信道中，例如按照GSM-方法或DECT-方法的无线电通信传输中，显示出不好的特性。如果在传输时在同步化字上出现错误时，通过有故障的传输信道常常找不到同步化字。在数据块中的一个传输故障也可能导致，对同步化字进行仿真，这在接受被传输的数据块时将导致错误的同步化。
从而本发明的任务是给出方法和装置，用这些方法和装置达到安全的数据块同步化。
此任务是按照权利要求1、3、4、5、6、7的方法以及按照权利要求13、15、16、17、18和19的装置解决的。
按照权利要求1的方法中，数字数据被分组在至少一个数据块中。将数据块编码，此时数据块的长度说明在编码时被记录在数据块的控制信息中。
按照权利要求3的方法中，将数据块，包括有数据块长度说明的控制信息，依赖于数据块长度说明进行解码。
在按照权利要求4的方法中，将数据块，包括有各个数据块长度说明的控制信息，依赖于至少一个另外的数据块长度说明进行解码。
数字数据的编码装置有一个处理器单元，处理器单元是这样构造的，执行编码方法的处理步骤。
数字数据的解码装置有一个处理器单元，处理器单元是这样构造的，执行解码方法的处理步骤。
装置可以是具有可编程微处理器，处理器单元的万能计算机。在这种情况下进行数字化图象的编码以及解码是使用一个计算机程序，计算机程序是这样编程的，相应的处理步骤是由计算机完成的。
装置也可以是专用的硬件-部件，例如一个专用计算机卡用于编码以及解码。
从本发明中可以清楚地看出，各个数据块的长度说明包括在数据块的控制信息中，从而达到安全的同步化，和因而改善了故障不敏感性。
有利的改进结构叙述在从属利要求中。
在一个改进结构中故障不敏感性是这样进一步改善的，附加在块长度说明中还使用了一个同步化字和必要时还使用比特填充技术。此外在为进一步提高故障不敏感性的一个改进结构中有利的是，块长度说明和/或关于包括在数据块中数据的类型用故障识别信息和/或故障修正信息确保安全。在附图中表示了本发明的特殊的实施例，下面将详细地予以叙述。
附图表示：
附图1具有控制信息和应用数据信息的一个数据块的简图；
附图2为数字数据的编码、传输和解码的，具有两个计算机和一个传输媒体的计算机装置的一个简图；
附图3表示本方法处理步骤的过程图。
附图2表示了一个摄像机K，用摄像机摄取图象序列B，并且作为数字视频数据VD经过连接V被输入和存储在第一个计算机R1中。经过麦克风MIK得到一个语言信号SS，并且作为数值的音频数据AD被输入和存储在第一个计算机R1中。文本信息TD的输入是经过键盘TA和/或鼠标器MA进行的。此外第一个计算机有为显示任意信息的图象屏幕BS。
第一个计算机R1经过传输媒体UM，例如一个电缆或一个无线电传输路段，与第二个计算机R2相连。经过传输媒体UM将在第一个计算机R1上编码的数字数据传输给第二个计算机R2，并且在那里解码。
第一个计算机R1和第二个计算机R2各自有一个存储器SP和一个处理器单元P，这些经过一个数据总线相互连接。第一个计算机R1的处理器单元P是这样构造的，处理器单元在下面叙述的处理步骤中进行数字数据的编码。第二个计算机R2的处理器单元P是这样构造的，对应于下面叙述的方法将被接收的编码数据进行解码。第二个计算机R2同样有为显示任意信息的图象屏幕BS以及键盘TA和/或鼠标标记G、摄像机K和麦克风MIK。
数字数据、视频数据VD、音频数据AD和/或文本数据TD在第一个计算机R1中被分组为至少一个数据块Dsi(i＝1...n)(步骤101)(附图1)。
数据块DSi包括控制数据Ki和应用数据NDi，应用数据是原本准备传输的数字数据。
数据块DSi的结构表示在附图2中。
数据块DSi有一个由比特序列“0111 1110”组成的同步化字S(HDLC-标志)。
控制信息Ki包括了为传输所要求的信息。在长度为4比特的多址-编码-区MC中指明，在应用数据信息Ndi中包括有什么样的数据类型以什么样的序列方式。
用块长度区MPL说明了应用数据信息的长度，并且从而隐含了数据块Dsi的长度，因为控制信息Ki和同步化字S具有预先规定的固定的长度。
块长度区MPL的长度为7比特，从而可以叙述最大长度为126字节的有用信息。如果应用数据信息Ndi长于126字节情况时，数值127是作为被储备。
BCH-区BSH包括了包括在控制信息Ki中的数据的故障识别信息和/或故障修正信息。BCH-区BCH的长度为4比特。BCH-区BCH包括了经过控制信息Ki构成的BCH-编码(15，11)空闲距离为3。用BCH-编码(15，11)可以修正故障和识别其它的故障。
应用数据信息Ndi包括视频信息VD，音频信息AD和/或文本信息TD。
将数据块DSi以及数据块等DSi进行编码，此时应用数据信息NDi的长度由第一个计算机R1记录在块长度区MPL上(步骤102)。
被编码的数据块DSi以及被编码的数据块DSi等被第一个计算机传输给第二个计算机R2(步骤103)。
在第二个计算机R2中被接收的数据块DSi，依赖于在数据块DSi的块长度区MPL的长度说明和/或依赖于在另外的数据块DSj，j≠i在块长度区MPL的长度说明被进行解码(步骤104)。
这是这样进行的，在被接收的比特流中首先求得同步化字S，以便在比特流中找到数据块DSi的开始。
为提高同步化字S的故障不敏感性，使用了一个相关阈值，用相关阈值规定了一个比特数，这个比特数必须与同步化字S有相同的数据字，以便作为同步化字S被分类。如果将相关阈值选择得过高，则比特数不能越过已经识别的同步化字S，因为传输故障使同步化字S产生错误。
如果被选择的相关阈值过低时，多个同步化字S被识别，然而比特数也承认被错误分类的同步化字S。
当同步化字S的长度为32比特时，相关阈值为27比特就足够了。
如果准确地求得同步化字S，并且控制信息Ki也被准确地解码时，则使用块长度区MPL求得随后的数据块DSi+1的同步化字S的位置。
从而存在一个A现有-知识，用这个为了求得位置有可能减小相关阈值，以便提高故障不敏感性。在这种情况下相关阈值为23比特就足够了。
为了避免有故障的解码此外还考虑了，在应用数据信息Ndi中也寻找同步化字S，此时相关阈值当然选择得高，以便避免检测出错误的同步化字S。在这种情况下相关值为30比特就足够了。
此外还考虑了，在A现有-知识解码时，使用前面的数据块DSi-1，以便求得数据块DSi的同步化字S的位置，并且从而也求得在数据块DSi中的控制信息Ki的位置。如果在数据块DSi中的控制信息Ki的解码没有故障时，则可以不依赖于相关结果确定，数据块DSi已经准确地被识别了。
如果在数据块DSi中的控制信息Ki不能准确地解码时，则不可以使用块长度区MPL。在这种情况下求得随后的数据块DSi+1的同步化字S。从而知道在连续同步化字S之间有多少比特。从这个信息中计算出应用数据信息Ndi的长度，并且从而计算出块长度区MPL的数值(控制信息Ki和同步化字S有固定的长度)。从而有可能在计算的基础上修正块长度区MPL。从而提高了控制信息Ki准确解码的或然率。
下面表示了上述实施例的一些变化。
在上述区域中控制信息Ki的比特数是可以自由地预先规定的，并且对于本发明是不重要的。
使用同步化字是不要求的，然而在数据传输中提高故障不敏感性，同步化字选择得愈长，可以达到的故障不敏感性愈大。
在BCH-区BCH中包括的故障识别信息和/或故障修正信息可以用任意的方法使用一个编码构成为故障识别，和/或故障修正。在本发明的框架中使用BCH-区BCH是最佳的。
关于计算机应理解为具有处理器单元的一个装置，用这个装置可以减少上述处理步骤，例如用集成的微处理器也可以是一个图像电话。
从本发明中可以清楚地看出，各个数据块的长度说明是包括在数据块的控制信息中的，从而达到了安全的同步化，并且从而改善了故障不敏感性。

Claims (25)

1.数字数据的编码方法，
-在其中，数字数据被分组在至少一个数据块中，
-在其中，将数据块编码，此时数据块的长度说明在编码时被记录在数据块的控制信息中。
2.按照权利要求1的方法，
在其中，数字数据被分组在多个数据块中。
3.至少一个被接收的数据块的解码方法，
-在其中，数据块包括具有数据块长度说明的控制信息，和
-在其中，数据块依赖于数据块的长度说明被解码。
4.多个被接收的数据块的解码方法，
-在其中，数据块包括具有各个数据块长度说明的控制信息，和
-在其中，数据块依赖于至少一个其它数据块的长度说明被解码。
5.数字数据的编码，传输和解码的方法，
-在其中，数字数据被分组在至少一个数据块中，
-在其中，将数据块编码，此时数据块的长度说明在编码时被记录在数据块的控制信息中，
-在其中，数据块被传输，
-在其中，数据块被接收，
-在其中，数据块依赖于数据块的长度说明被解码。
6.按照权利要求5的方法，
-在其中，数字数据被分组在多个数据块中，和
-在其中，数据块依赖于至少一个其它数据块的长度说明被解码。
7.数字数据的编码，传输和解码的方法，
-在其中，数字数据被分组在多个数据块中，
-在其中，将数据块编码，此时数据块各自的长度说明在编码时被记录在数据块的控制信息中，
-在其中，数据块被传输，
-在其中，数据块被接收，
-在其中，数据块依赖于至少一个其它的数据块的长度说明被解码。
8.数字数据的编码，传输和解码的方法，
-在其中，数字数据被分组在多个数据块中，
-在其中，数据块包括有控制信息，
-在其中，控制信息包括有数据块的长度说明，
-在其中，将数据块编码，此时长度说明在编码时被记录在数据块的控制信息中，
-在其中，数据块被传输，
-在其中，数据块被接收，
-在其中，数据块包括有控制信息，
-在其中，控制信息包括有数据块的长度说明，和
-在其中，数据块依赖于数据块的长度说明和依赖于至少一个其它数据块的长度说明被解码。
9.按照权利要求1至8之一的方法，
控制信息包括有在数据块内以明确的比特序列形式的至少一个同步化信息。
10.按照权利要求1至9之一的方法，
在其中，控制信息包括一个说明，是关于包括在数据块内数字数据的类型。
11.按照权利要求10的方法，
在其中，关于包括数据类型的说明的长度为4比特。
12.按照权利要求1至11之一的方法，
在其中，长度说明的长度为7比特。
13.按照权利要求1至12之一的方法，
在其中，长度说明和/或关于包括在数据块中数据类型的说明用故障识别信息和/或故障修正信息确保是安全的。
14.数字数据的编码置，
具有一个处理器单元，处理器单元是这样构成的，
-数字数据被分组在至少一个数据块中，
-在其中，将数据块编码，此时数据块的长度说明在编码时被记录在数据块的控制信息中。
15.按照权利要求14的装置，
在其中，处理器单元是这样构成的，数字数据被分组成多个数据块。
16.至少一个被接收的数据块的解码装置，
具有接收数据块的一个接收单元，和
具有一个处理单元是这样构成的，
-数据块包括具有长度说明的控制信息，和
-数据块依赖于数据块长度说明被解码。
17.多个被接收的数据块的解码装置，
具有接收数据块的一个接收单元，和
具有一个处理单元是这样构成的，
-数据块包括具有各个数据块长度说明的控制信息，和
-数据块依赖于至少一个其它的数据块的长度说明被解码。
18.数字数据的编码，传输和解码的装置，
-具有第一个装置，这个装置有第一个处理器单元，处理器单元是这样构成的，
--数字数据被分组在至少一个数据块中，
--将数据块编码，此时数据块的长度说明在编码时被记录在数据块的控制信息中，
-具有数据块的传输装置，
-具有第二个装置，这个装置有一个接收数据块的接收单元，以及第二个处理器单元，这个处理器单元是这样构成的，数据块依赖于数据块的长度说明被解码。
19.数字数据的编码，传输和解码的装置，
-在其中，第一个处理器单元是这样构成的，数字数据被分组在多个数据块中，和
-在其中，第二个处理器单元是这样构成的，数据块依赖于至少一个其它数据块的长度说明被解码。
20.数字数据的编码，传输和解码的装置，
-具有第一个装置，第一个装置有第一个处理器单元，处理器单元是这样构成的，数字数据被分组在多个数据块中，和将数据块编码，此时各自数据块的长度说明在编码时被记录在数据块的控制信息中，
-具有传输数据块的装置，
-具有第二个装置，这个装置有接收数据块的接收单元，以及第二个处理器单元，这个处理器单元是这样构成的，数据块依赖于至少一个其它数据块的长度说明被解码。
21.按照权利要求14至20之一的装置，
在其中，处理器单元是这样构成的，控制信息包括有在数据块内以明确的比特序列形式的至少一个同步化信息。
22.按照权利要求14至21之一的装置，
在其中，处理器单元是这样构成的，控制信息包括一个说明是关于，在数据块内包括的是那种类型的数字数据。
23.按照权利要求22的装置，
在其中，处理器单元是这样构成的，关于被包括的数据类型说明的长度为4比特。
24.按照权利要求14至23之一的装置，
在其中，处理器单元是这样构成的，长度说明的长度为7比特。
25.按照权利要求14至24之一的装置，
在其中，处理器单元是这样构成的，长度说明和/或关于包括在数据块内的数据类型的说明用故障识别信息和/或故障修正信息确保是安全的。
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