CN1274159C - 活动图像传输系统的检错方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的“活动图像传输系统的检错方法”由如下几个步骤构成：步骤1，把活动图像的各单位图像分为多个图像块；步骤2，把上述各图像块的像素值转换成一维位流，生成数据块；步骤3，决定字节对齐码的位数，生成与上述决定的位数相同数的检错码；步骤4，把生成的检错码插入相应数据块的字节对齐码位置，然后发送帧；步骤5，接收到帧后，从各数据块中提取字节对齐码；步骤6，利用上述提取的码进行检错。本发明有助于活动图像编码器的稳定工作及改善画质，它给在图像编码中一直被视为无意义信息的字节对齐码(byte alignment code)赋予相当于信道码的意义，从而在不追加比特负担的前提下提高检错效率。

Description

活动图像传输系统的检错方法
技术领域
本发明涉及一种检错方法，尤其是活动图像传输系统的检错方法。
背景技术
通过信道(channel)传输信息时，由于信道的带宽限制特性和背景噪声等制约条件，给信道的容量划定了界线。特别是当超越这一界线传输信息时，接收端误判信息的概率升高。
信道编码的目的大致可分为两种。
第一，在单位时间内传输尽可能多的信息，第二，尽可能无误传输。但是，上述两种目的处于互相矛盾的关系之中，因此只能通过牺牲某一方来改善另一方。
所谓编码，是指把模拟信号转换为数据信号(或数字信号)的工作，也称信源编码(Source Coding)。把经上述信源编码的数据重新编码为其它形态的数据，这称作信道编码(Channel Coding)。
所谓信道编码，包括熵编码(Entropy coding)、差错控制码(ErrorControl coding)以及加密(Encryption)。
所谓熵编码，是指对数据进行压缩，缩短数据的比特数(数据长度)，以便通过限定容量的信道传输更多的数据。尤其是图像信号，由于其信息量大，在传输图像信号时，数据压缩技术被广为使用。
所谓差错控制码，是指发送端把经信源编码的数据重新编码为其它形态的数据，从而在数据传输时，如果任意比特发生错误，接收端能够检测出发生的错误比特并进行校正。其中，又把经信源编码的数据称为信息字(Information word)，把经信道编码的数据称为代码字(Code word)。而且，发送者与接收者间的传输数据由信息字和代码字构成。为了控制传输错误，发送者传输在信息比特的基础上添加了冗余位(Redundancy bit)的数据。
接收端利用上述冗余位检测接收的数据的错误比特并进行校正。
这种差错控制码反而会使传输数据增大，从这点来说，差错控制码是与熵编码相反概念的信道编码步骤。
所谓加密，是指为了防止来自外部的对信息的无端侵入或任意操作，而将信息伪装起来的技术。
而且，在发送者和接收者间的传输数据中，除了信息字(或信息比特)或代码字(或代码位)等有意义的比特(Meaningful bit)外，还存在不具有特别意义的比特。它就是字节对齐码。
图1是包括字节对齐码的以往传输数据的示意图。
所谓“字节对齐”，是指在传输数据块中添加几个位码，使传输数据块具有8的倍数位大小，即字节单位的大小。例如，如果传输数据块的大小是140比特，则在传输数据块的末尾添加4个“0”位码，如果传输数据块的大小是161比特，则添加7个“0”位码。
在视频编码(video coding)中，保持起始码的起始位与字节的边界一致，以使起始码易于检索。因此，字节对齐码插入传输数据的各块(或帧)，根据情况的不同，可能会存在不具有字节对齐码的数据块。如果数据块的大小是8的倍数位，则相应数据块不具有字节对齐码。字节对齐码是1～7位。
以往，利用另外的语法对旨在提高检错效率的信道码进行规定并传输。这种情况下，检错效率虽然有所改观，但存在传输数据量增大的问题。另外，当是活动图像数据时，由于每秒传输24～30个最小单位图像(以下称“静止图像”)，字节对齐码被指出存在降低数据传输效率的问题。
发明内容
本发明正是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种使用字节对齐码的活动图像传输系统的检错方法。对字节对齐码的使用基于检错码等信道码。
为实现上述目的，本发明的“活动图像传输系统的检错方法”由如下几个步骤构成：步骤1，把活动图像的各单位图像分为多个图像块；步骤2，把上述各图像块的像素值转换成一维位流，生成数据块；步骤3，决定字节对齐码的位数，生成与上述决定的位数相同数的检错码；步骤4，把生成的检错码插入相应数据块的字节对齐码位置，然后发送帧；步骤5，接收到帧后，从各数据块中提取字节对齐码；步骤6，利用上述提取的码进行检错。
附图说明
图1是包含字节对齐码的以往传输数据的示意图。
图2是显示由N个静止图像构成的活动图像数据图。
图3是把图2的各静止图像分割成多个图像块的示意图。
图4是显示活动图像传输系统中使用的帧结构的例图。
图5是本发明的检错方法流程图。
图6是关于本发明的奇偶校验位生成的一个实施例图。
具体实施方式
下面参照附图，说明本发明的有益实施例。
图2是显示由N个静止图像构成的活动图像数据图，图3是把图2的各静止图像分割成多个图像块的示意图。活动图像是每秒显示数十个具有相互关联性的静止图像而形成的。
如图3所示，图2的各静止图像被分为横向、纵向分别是m、n像素的多个图像块(以下称“图像块”)，各图像块被赋予编号。如图3所示，赋予各图像块的编号时，可以横向进行，也可以按纵向或其它方向指定。
上述m×n像素的各图像块被转换成一维位流(m×n byte)，并加载到信息字段中。
图4是显示活动图像传输系统中使用的帧结构的例图。
如图4所示，帧由标志符(开始)字段、控制字段、信息字段、FCS(Frame Check Sequence-帧校验序列)以及标志符(结束)字段构成。
上述标志符字段用于实现数据传输的同步，具有特有的模式。所有传输数据块以标志符开始，以标志符结束。
上述控制字段包含目的地地址和各种首标。
上述FCS是确认传输的数据是否被正确传递所需的检错用字段，一般使用CRC方式。
上述信息字段由多个数据块构成。各数据块由起始码、图像块的像素数据(m×n像素值)以及字节对齐码构成。如前所述，数据块中并非总是包含字节对齐码。如果数据块的大小是8的倍数位，则相应数据块不具有字节对齐码。
简单来说，数据块的构成可以分为起始码及图像块数据等有意义位(meaningful bits)和字节对齐码等无意义位(meaningless bits)。但是，本发明的字节对齐码包含了信道码，即检错码，因此不能将其视为无意义位。
活动图像数据传输时，发送端针对各个数据块生成检错码，而且，把生成的检错码插入相应数据块的字节对齐码位置，并传输数据。
活动图像数据传输后，接收端从信息字段的数据块中提取字节对齐码。而且，利用提取的字节对齐码，检测相应块中是否发生了错误。
图5是本发明的检错方法流程图。
如图5所示，本发明的检错方法由如下几个步骤构成：步骤(S1)，针对帧的各数据块生成检错码；步骤(S2)，把生成的检错码插入相应数据块的字节对齐码位置，然后发送帧；步骤(S3)，接收到帧后，从各数据块中提取字节对齐码；步骤(S4)，利用上述提取的码进行检错。
上述检错码生成步骤(S1)是由把活动图像的最小单位图像分为多个图像块的步骤、把上述各图像块的像素值加载到各数据块的步骤、生成针对各数据块的检错码的步骤构成。
下面参照图4和图5，说明本发明的检错方法的一个实施例。
发送端把活动图像的各单位图像，即静止图像分成多个图像块，把各图像块的像素值转换成一维位流。生成在上述位流的前面添加起始码、在末端添加字节对齐码的数据块。上述生成的数据块被加载到传输数据的信息字段后传输到接收端。此时，各数据块的字节对齐码就是进行相应数据块检错所需的奇偶校验位。发送端生成与字节对齐码相同大小的奇偶校验位。图6是关于本发明的奇偶校验位生成的一个实施例图。字节对齐码的位数一旦决定，如图6所示，发送端则按照字节对齐码的位幅罗列相应数据块的位，并对罗列的位进行竖直方向的加法(或“异或”逻辑)运算，求出奇偶校验位。而且，把求出的奇偶校验位插入字节对齐码位置。
下[式]是决定字节对齐码的位数(B)所需的计算式。
[式]
B＝(8-(N％8))％8[％：剩余运算(MOD)]
N是加上起始码和图像块的像素值后的位数。例如，如N＝162位，那么字节对齐码(B)则为6位。
即，发送端对相应数据块的位每6位进行罗列，然后对罗列的位进行竖直方向的加法(或“异或”逻辑)运算，求出奇偶校验位。
上述活动图像数据到达后，接收端在接收到的帧的信息字段内，从各数据块中提取字节对齐码。字节对齐码(0～7位)从图像块的像素数据理论上的结束点和下一起始码出现前的点之间检测到。而且，接收端利用提取的字节对齐码，针对相应数据块进行奇偶校验位检测。
在本发明中，向字节对齐码赋予相当于信道码的意义，提高了对各图像块的检错效率。另外，由于可以使用0～7位的码，因此可以根据剩余的位数，即根据字节对齐码的位数使用恰当的信道编码法。例如，字节对齐码是2位以上的多个位时，可以在循环冗余码校验或奇偶校验位校验中使用；即使是1位时，也可以在奇偶校验位校验中使用。
可以根据情况对位流的特定部分进行奇偶校验。例如，可以只针对有关位移向量(Motion vector)部分的位，进行循环冗余码校验，或是针对使用固定长度编码的部分进行循环冗余码校验。
本发明“活动图像传输系统的检错方法”不仅仅局限于上述的实施例，可以在本发明的技术思想允许的范围内进行多种变化后加以应用。
本发明的检错方法有助于活动图像编码器的稳定工作及改善画质，它给在图像编码中一直被视为无意义信息的字节对齐码赋予相当于信道码的意义，从而在不追加比特负担的前提下提高了检错效率。

Claims (3)

1.一种活动图像传输系统的检错方法，其特征在于包括如下几个步骤：
步骤1，把活动图像的各单位图像分为多个图像块；
步骤2，把上述各图像块的像素值转换成一维位流，生成数据块；
步骤3，决定字节对齐码的位数，生成与上述决定的位数相同数的检错码；
步骤4，把生成的检错码插入相应数据块的字节对齐码位置，然后发送帧；
步骤5，接收到帧后，从各数据块中提取字节对齐码；
步骤6，利用上述提取的码进行检错。
2.根据权利要求1所述的活动图像传输系统的检错方法，其特征是上述检错码是竖直奇偶校验位。
3.根据权利要求1或2所述的活动图像传输系统的检错方法，其特征是：为了决定上述字节对齐码的位数B，进行下式的运算：
B＝(8-(N％8))％8，其中N表示数据块的大小。
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