ES2251816T3

ES2251816T3 - Sistemas para la deteccion de errores en señales de video.

Info

Publication number: ES2251816T3
Application number: ES99306911T
Authority: ES
Inventors: Faruk Mehmet Omer Eryurtlu
Original assignee: Lucent Technologies Inc
Current assignee: Nokia of America Corp
Priority date: 1999-08-31
Filing date: 1999-08-31
Publication date: 2006-05-01
Anticipated expiration: 2019-08-31
Also published as: AU4771100A; US7191389B1; EP1081963A1; DE69928798T2; EP1081963B1; WO2001017271A1; DE69928798D1

Abstract

Un aparato para la detección de errores en señales de video, para uso en un receptor que tiene un descodificador (18) para recibir señales de video codificadas generadas por un codificador en un transmisor, pudiendo ser hecho funcionar el codificador de forma selectiva para transmitir solamente diferencias entre macrobloques correspondientes en cuadros sucesivos cuando no se supera un criterio de diferencia específico entre dichos macrobloques correspondientes, comprendiendo el aparato de detección - un primer comparador (24) para comparar un macrobloque en un cuadro de video descodificado con el macrobloque correspondiente del cuadro de video descodificado previo, y aplicar dicho criterio de diferencia específico para proporcionar una primera indicación de si debe o no aplicarse una predicción entre cuadros, - un segundo comparador (26) para comparar la salida del primer comparador (24) con una salida del descodificador (18) que proporciona una segunda indicación acerca de si dicho macrobloque estaba o no codificado en un formato de predicción entre cuadros, - generando dicho segundo comparador (26) una señal de error cuando se detecta una divergencia entre dichas dos indicaciones.

Description

Sistemas para la detección de errores en señales de vídeo

El presente invento se refiere a sistemas para la detección de errores en señales de vídeo.

Los teléfonos móviles ofrecen, ahora, la posibilidad de transmitir y recibir señales de vídeo de forma que las partes en comunicación puedan verse mientras hablan.

Debido a las anchuras de banda restringidas, las señales se transmiten a bajas velocidades. Dado que las redes de telefonía móvil se han extendido notablemente y que el medio de transmisión es el aire, las señales transmitidas son más susceptibles de corromperse, por ejemplo debido a errores de canales. En consecuencia, existe la necesidad de comprobar las señales de vídeo recibidas en busca de errores.

Las señales de vídeo son transmitidas, usualmente, en una sucesión de macrobloques sucesivos. Cada macrobloque puede comprender un bloque de 16 x 16 elementos de imagen (píxeles) de un cuadro de imagen. En el teléfono móvil que recibe la señal puede llevarse a cabo una sencilla comprobación en busca de errores contando los coeficientes del macrobloque. En un macrobloque de 16 x 16 habrá un máximo de 256 coeficientes y, si el cómputo es mayor, puede suponerse que se ha producido un error. En este caso, los macrobloques que se reciben pueden suprimirse, sustituyéndolos por el bloque correspondiente del cuadro previo o pueden utilizarse otras técnicas para ocultar el error.

El documento WO-A-9503674 muestra un receptor que incluye un aparato para la detección de errores en (macro)bloques de señales de vídeo codificadas de forma predictiva. En este caso, la detección de errores se basa en un análisis de la varianza de los coeficientes de transformación de bloques.

Sin embargo, otros errores pueden no ser tan fáciles de detectar.

Un objeto del invento es proporcionar un sistema mejorado para la detección de errores en señales de vídeo.

De acuerdo con el presente invento, se proporciona un sistema para la detección de errores en señales de vídeo para uso en un receptor que tiene un descodificador para recibir señales de vídeo codificadas, generadas por un codificador en un transmisor, pudiendo ser hecho funcionar el codificador en forma selectiva para transmitir solamente las diferencias entre macrobloques seleccionados de cuadros sucesivos cuando no se supera un criterio de diferencia específico entre dichos bloques sucesivos, comprendiendo el sistema de detección un primer comparador para comparar macrobloques en cuadros sucesivos de la señal de salida del mencionado descodificador, aplicándose dicho criterio de diferencia específico para proporcionar una indicación de si debe o no aplicarse la predicción entre cuadros, y un segundo comparador para comparar la salida del primer comparador con una salida del descodificador, indicativa de si el último macrobloque recibido se encontraba o no en un formato de predicción entre cuadros y que puede ser hecho funcionar para generar una señal de error cuando se detecte una divergencia.

Se describirá ahora, a modo de ejemplo, el sistema para la detección de errores en señales de vídeo que incorpora el presente invento, con referencia a los dibujos diagramáticos adjuntos, en los que:

la Figura 1 es un diagrama de bloques de un sistema de transmisión de vídeo; y

la Figura 2 es un diagrama de bloques de un sistema de recepción de vídeo.

El sistema de transmisión de vídeo mostrado en la Figura 1 comprende una cámara de vídeo 2 que genera una señal de salida de vídeo representativa de un cuadro de imagen.

La salida de la cámara 2 es alimentada a un codificador 8. La salida del codificador 8 es alimentada, a través de un circuito de retardo 4 a una memoria intermedia 6 y, directamente, a un transmisor 10 que transmite la señal por una antena 12 a una estación remota. El codificador 8 compara las señales de cuadro de imagen corrientes que están siendo recibidas desde la cámara 2 con las señales de cuadro de imagen inmediatamente precedentes, almacenadas en la memoria intermedia 6.

El codificador 8 explota la correlación entre cuadros sucesivos. Las actuales normas de codificación de vídeo utilizan la técnica de compensación del movimiento para adaptación de bloques para la predicción entre cuadros. Según este enfoque, si el bloque de imagen corriente es similar a otro bloque del cuadro (imagen) previo dentro del área de búsqueda, se codifican el vector de desplazamiento (movimiento) y la diferencia entre esos dos bloques (modo INTER). De otra manera, se codifica la imagen corriente sin predicción entre cuadros (modo INTRA).

Cada bloque, al que en lo que sigue se denominará macrobloque, puede comprender un bloque de 16 x 16 píxeles.

El sistema de recepción de vídeo, ilustrado en la Figura 2, incluye una antena 14 que alimenta un receptor 16. La salida del receptor 16 es alimentada a un descodificador 18. El descodificador 18 descodifica el flujo de bitios que, también, incluye una señal indicadora de modo procedente del receptor. Esta información de modo es alimentada a un circuito 24 de decisión de modo. La imagen reconstruida es alimentada a un circuito 28 de ocultación de errores y, también, a una memoria intermedia 22 de forma que ésta siempre esté actualizada, para proporcionar el cuadro de imagen previo (inmediatamente precedente).

La salida del circuito 28 de ocultación de errores, es presentada en una unidad de presentación visual (VDU) 20.

El circuito 24 de decisión de modo responde a la salida del descodificador 18 y la memoria intermedia 22 para llevar a cabo un procedimiento de toma de decisión similar al realizado en el codificador 8, es decir, trata de predecir si los dos macrobloques que se comparan provocarán un tratamiento en modo INTER o INTRA. Luego, un circuito de comparación 26 compara la salida del circuito de decisión con el indicador de modo procedente del descodificador 18. Si no se detecta concordancia, existe una elevada posibilidad de error. El circuito 28 de ocultación de errores intenta recuperar los datos corruptos si desde el circuito de comparación 26 se proporciona una indicación de error, empleando técnicas establecidas.

El circuito 24 de decisión de modo puede construirse en forma similar al modelo de prueba de codificador-descodificador para vídeo Versión 8 (TMN8) descrito por Thomas R. Gardos en los procedimientos de la consulta 15 al grupo de expertos en codificación de vídeo (Q15-A-59), Portland, 24-27 de Junio de 1997, cuyo material se incorpora a esta memoria como referencia.

En el TMN8, se calculan los siguientes parámetros para tomar la decisión INTRA/INTER:

MB\_medio = \left(\sum\limits^{16,16}_{i=1, \ j=1} original (i, j)\right)/256

A = \sum\limits^{16,16}_{i=1, \ j=1}|original (i, j) - MB\_medio|

Se elige el modo INTRA si A<B

Donde,

B = \sum\limits^{16,16}_{i=1, \ j=1} |original (i, j)- previo (i,j)| - \beta

\vskip1.000000\baselineskip

\quad: \beta = {600 mv = 0

\quad: {500 mv \neq 0

El parámetro "previo(i,j)" corresponde al bloque que más se parece del cuadro previo empleado para compensación de movimiento y mv es el vector de movimiento.

Como el descodificador carece de los valores originales, el término "original" ha de ser reemplazado por el término "reconstruido". El cambio de un caso de dos resultados a uno de tres resultados se consigue considerando un margen de error E debido a los problemas expuestos en lo que antecede:

\quad: modo INTRA si A<B-E

\quad: DESCONOCIDO si B-E<A<B+E

\quad: modo INTER si B+E<A

Un cambio de modo de INTER a INTRA (o al contrario) indica que el bloque corriente está corrompido y, por tanto, deben utilizarse técnicas apropiadas para ocultación de errores, tal como se ha descrito anteriormente.

Evidentemente, el valor de E debe precisarse dependiendo del sistema en uso. Se trata de un compromiso entre exactitud y velocidad a la hora de detectar los bloques corruptos. Si el descodificador y el codificador emplean el mismo método para la selección del modo, entonces puede elegirse un valor menor para E.

La diferencia entre los valores de píxeles originales y descodificados depende del parámetro de cuantificación q. Por tanto, E debe ser función de q. Esta función debe determinarse considerando el cuantificador. Pata el cuantificador TMN8, el valor E se define como sigue:

\quad: A = {256 si q<4

\quad: {64q si q>=4

Claims

1. Un aparato para la detección de errores en señales de vídeo, para uso en un receptor que tiene un descodificador (18) para recibir señales de vídeo codificadas generadas por un codificador en un transmisor, pudiendo ser hecho funcionar el codificador de forma selectiva para transmitir solamente diferencias entre macrobloques correspondientes en cuadros sucesivos cuando no se supera un criterio de diferencia específico entre dichos macrobloques correspondientes, comprendiendo el aparato de detección

-: un primer comparador (24) para comparar un macrobloque en un cuadro de vídeo descodificado con el macrobloque correspondiente del cuadro de vídeo descodificado previo, y aplicar dicho criterio de diferencia específico para proporcionar una primera indicación de si debe o no aplicarse una predicción entre cuadros,

-: un segundo comparador (26) para comparar la salida del primer comparador (24) con una salida del descodificador (18) que proporciona una segunda indicación acerca de si dicho macrobloque estaba o no codificado en un formato de predicción entre cuadros,

-: generando dicho segundo comparador (26) una señal de error cuando se detecta una divergencia entre dichas dos indicaciones.

2. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 1, que incluye un circuito de ocultación de errores que responde a la salida del descodificador y de una memoria intermedia para recuperar datos corrompidos cuando el segundo comparador indica un error.

3. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que el primer comparador actúa como circuito de decisión de modo capaz de generar uno de tres resultados, a saber, predicción entre cuadros, no predicción entre cuadros y desconocido.

4. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 3, en el que el circuito de decisión de modo responde a cada macrobloque de cada cuadro procedente de la salida del descodificador para determinar un valor medio para los píxeles y responde a la diferencia A entre los valores reconstruidos de los píxeles de dicho macrobloque y dicho valor medio, la diferencia B entre los valores reconstruidos de los píxeles del presente macrobloque y los valores reconstruidos de los píxeles del macrobloque correspondiente del cuadro inmediatamente precedente y el margen de error E, para proporcionar un primer resultado si A<B-E, un segundo resultado si B-E<A<B+E, y un tercer resultado si B+E<A.

5. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 2, en el que el circuito de ocultación de error actúa para reemplazar cada macrobloque corrompido por un macrobloque correspondiente del cuadro inmediatamente precedente.