动影像编码方法
【专利摘要】这是关于动影像编码方法的发明，动影像传送系统中进行错误隐匿的动影像编码方法，包括了以下几个步骤内容：步骤一，针对编码器输入的影像，提取图像标题信息；步骤二，针对提取到的图像标题信息，编码时通过数据隐藏进行传送；步骤三，从解码器中提取通过数据隐藏传送到的图像标题信息，利用该图像标题信息，进行错误隐匿。在这里，本项发明的上述图像标题信息中，要包括被编码的图像标题结构性信息和编码时每次更换的标题信息。在这里，上述被编码图像标题结构性信息中包含有关图像标题扩张状况的信息；而上述编码时每次更换的标题信息，则包含相应图像的量子化参数(pquant)和参照相应图像的图像信息(temporaLreference值)。
【专利说明】动影像编码方法
【技术领域】
[0001]本项发明中涉及到的是动影像编码方法，特别是在多媒体影像通过网络传送时，通过编码过程中的数据隐藏，对解码过程中产生的错误进行有效错误隐匿处理的动影像编码方法。
【背景技术】
[0002]最近，随着MT2000等超高速移动通讯技术的开发，不仅是语音、静止影像，而且动影像等多媒体服务也得到了广泛应用。作为动影像多媒体服务实例，可列举VOD等单方向服务和影像通话等双方向服务。视频通讯比语音通讯要更多的数据量，因此基本上需要进行视频压缩。
[0003]一般性的动影像编码过程如图1所示，通过运动补偿(motioncompensation)和运动预测(motionestimation),从输入影像中提取运动向量(motionvector),并且对该影像进行DCT和量子化处理。为了使已量子化数据的数据压缩过程更加有效，对其进行可变长编码(VLCencoding)。
[0004]而且，经过逆量子化和逆DCT (IDCT)处理的影像和以前影像相加，恢复为现有影像；并且利用该影像计算下一个影像的次影像。通过上述方式形成视频数据压缩。
[0005]经过视频压缩后，通过网络与对方形成通话。这时，数据移动的网络中会发生干扰。就是说，通讯中的数据不会原封不动地传到接收端，而是传送过程中会发生数据受损或者损失等现象。这种传送过程中的数据损失和损伤就叫做错误。
[0006]这种错误不仅仅对发生错误的帧造成影响，以后还会连续性地造成影响。
[0007]其理由是，由于是对视频进行压缩，因此视空间运动预测中，发生一次的数据错误会对连续性的帧造成影响。另外，可变编码方式中，发生数据错误时，会丢失同步(Sync)，因此直到帧中找到下一个同步(Sync)为止，都会造成影响。就是说，由于视频压缩，因数据损失造成的画质低下越来越严重，而且还会连续性地发生。
[0008]特别是，包括数据压缩中全部信息的标题信息，其损失对画质造成的影响远大于数据信息的损失。一般性的视频压缩方法，一张影像分为多数个阶层，并且每个阶层上都赋予了标题，而且包括了下位阶层的共同性信息。因此，某个阶层的标题不完整时，就会丢失所有的下位阶层信息，并且会造成严重的画质低下现象。
[0009]上述这种影像画质低下是动影像服务中的最大障碍。视频压缩标准中也有类似错误恢复和隐匿的方法，但都具有一定局限性。
[0010]错误的恢复方法中，主要是通过编码器进行追加性数据插入的方法，当发生错误时，在解码器中防止错误的传播。这是一种，被编码的信息流中追加插入同步化(Sync)比特，或者被编码的信息流截断为相同长度的信息流捆，以此防止错误传播的方法。这种恢复方法中，如果不知道编码器的错误恢复方法，就无法进行解码。
[0011]错误恢复方法中的另一种方法还有，编码和解码同时进行的方法。该方法利用到了反向信道(backchannel)，而且解码器向编码器通报错误发安生位置，编码器就利用该信息通过能够错误恢复的方法进行编码。这时，必须在系统中，要追加支持反向信道。
[0012]而且，错误隐匿方法是在解码器中进行的方法，是一种利用编码器带有的影像将错误发生部分调整为最大限度上与原来影像类似的方法。这时，由于只是利用局限于解码器的信息，进行错误隐匿，因此错误隐匿的准确性上存在一些限制。
[0013]但是，以上说明的单独利用错误恢复方法和错误隐匿方法的方法具有无法清除所有发生错误的缺点。
【发明内容】
[0014]本项发明的目的就是要提供，通过网络传送多媒体影像时，利用编码器过程中数据隐藏，提供图像标题信息，并且针对解码过程中发生的错误，进行有效的错误隐匿处理的动影像编码方法。
[0015]为了达到上述目的，本项发明中的动影像编码方法是动影像传送系统中进行错误隐匿的动影像编码方法，而且要包括以下几个步骤内容:步骤一，针对编码器输入的影像，提取图像标题的信息:步骤二，针对提取到的图像标题信息，编码时通过数据隐藏进行传送:步骤三，从解码器中提取通过数据隐藏传送到的图像标题信息:步骤四，利用该图像标题信息，进行错误隐匿。
[0016]在这里，本项发明中的上述图像标题信息包括，被编码图像标题的结构性信息和编码时每次更换的标题信息。
[0017]另外，本项发明中，上述被编码图像标题结构性信息包括，有关图像标题扩张状况的信息。
[0018]还有，本项发明中，上述编码时每次更换的标题信息包括，相应图像量子化参数(pquant)和相应图像参照的图像信息(temporalreference值)。
[0019]另外，本项发明中，对上述提取的图像标题信息进行数据隐藏时，与上述提取图像标题信息相同的信息反复进行多次隐藏处理。
[0020]另外，本项发明中，进行数据隐藏的过程中，利用针对被输入影像的量子化参数以及/或者执行DCT的块内等级值(DCT系数除与量子化参数的值)进行数据隐藏。
[0021]另外，本项发明中，利用上述解码器中提取到的图像标题信息进行错误隐藏时，要包括以下几个步骤:步骤一，判断是否从输入到的第N个帧开始，其图像标题中发生错误；步骤二，上述输入的第N个帧图像标题中发生错误时，将相应图像数据保存在缓冲器中，然后对第(N/1)个帧的图像进行解码处理，并提取发生错误的第N个帧图像标题信息；步骤三，参照上述提取到的第N个帧图像标题信息，对保存在上述缓冲器中的第N个帧图像数据进行解码处理。
[0022]另外，本项发明中，对上述第N个帧的图像数据进行解码处理后，参照上升第N个帧影像，对上述第(N/1)个帧的图像进行解码处理。
[0023]本项发明提供了，通过网络传送多媒体影像时，利用编码器过程中数据隐藏，提供图像标题信息，并且针对解码过程中发生的错误，进行有效的错误隐匿处理的动影像编码方法。
【专利附图】
【附图说明】[0024]图1是普通动影像编码方法中编码过程的概略显示图。
[0025]图2是普通动影像编码方法中影像阶层的说明图。
[0026]图3是普通动影像编码方法中各影像阶层发生错误时的影响说明图。
[0027]图4是本项发明提供的动影像编码方法中，利用量子化参数进行数据隐藏的过程说明图。
[0028]图5是本项发明提供的动影像编码方法中，利用等级值进行数据隐藏的过程说明图。
[0029]图6是本项发明提供的动影像编码方法中，进行数据隐藏的图像标题构造说明图。
[0030]图7是本项发明提供的动影像编码方法中，进行数据隐藏的图像标题参数设置构成实例显示图。
[0031]图8是本项发明提供的动影像编码方法牛，进行数据隐藏的图像标题信息的说明图。
[0032]图9是本项发明提供的动影像编码方法中，编码器进行编码处理的过程顺序图。
[0033]图10是本项发明提供的动影像编码方法中，解码器进行解码处理的过程顺序图。
【具体实施方式】
[0034]下面参照附图，对本项发明中的实例进行详细说明。
[0035]本项发明中提示了，在编码过程中通过数据隐藏，向用户隐藏传送重要的图像标题信息，并且在解码器中发生错误时，更加有效地处理错误隐匿的动影像编码方法。
[0036]视频影像通讯中，视频数据的量比较多，因此必须要经过压缩后才能传送。
[0037]如果压缩所有视频数据，其压缩量也会相当多，所以选取与以前影像类似的部分计算运动向量，并且只对与之相关的差分值进行编码，然后再进行可变长编码处理后，再进行传送。通过上述方法压缩视频数据时，可以进行很多数据压缩；但是，发生错误时，就会发生错误传播。就是说，由于通过可变长编码进行压缩，即使在一个比特上发生错误，直到遇到下一个同步(Sync)符号为止，错误将连续:并且由于参照以前影像进行编码，如果以前影像中发生错误，错误将传播到下一个影像中。
[0038]另外，通过运动预测和运动补偿进行压缩的普通视频压缩方法，将影像分割为几个阶层，并且利用上述阶层进行压缩:在这里，所谓利用阶层，就是将下位阶层的共同性信息包括到标题的过程。作为一般性的运动预测、运动补偿视频压缩方法的H.263阶层，在图2中有标示。图2是普通动影像编码方法中影像阶层的说明图。
[0039]如图2所示，影像的阶层分为图像层、GOB层、宏块层(MB)、块层。在这里，图像意味着帧一张，并且包括9个G0B。而且，GOB意味着宏块为单位的一个列，其中包括11个宏块。宏块是搜寻运动向量的单位，包括有4个灰度块和2个色差块。块是数据压缩中最基本的单位，包括有8*8画素。
[0040]如果更加详细地说明，每个阶层都附加有标题，通过该标题显示该下位阶层的构造性信息。图像标题中包含有图像的编码类型、追加模式的使用状况、参照帧编号、影像的规格等一个帧的整体骨骼信息。GOB标题中包括有，GOB开始代码和GOB编号以及帧ID等信息。就是说，包括有关宏块为单位的一个列的信息。宏块标题中，以16*16的像素单位包括有运动向量、宏块编码类型等信息。
[0041]正如前面所讲述的，各阶层中带有包括该下位阶层构造性信息的标题。视频通讯环境中，各阶层的标题中发生错误时，比数据中发生错误时，其画质低下现象更加明显。图3是普通动影像编码方法中各影像阶层发生错误时的影响说明图。
[0042]如图3所示，作为最上位阶层的图像标题中发生错误时，无法解码一个帧的整体，因此参照该帧的下一个帧上发生比较严重的画质低下现象。特别是，运动比较大，却没有参照以前影像时，其画质低下现象更加严重。
[0043]另外，GOB标题中发生错误时，无法正常解码一排GOB:并且，宏块标题中发生错误时，从发生错误的宏块到最后宏块位置，不能进行正常性的解码。
[0044]为了防止这种现象的发生，利用数据隐藏技术，将图像标题信息隐藏于被编码数据中，进行错误恢复。
[0045]下面，对本项发明中进行的数据隐藏进行说明。
[0046]所谓数据隐藏是，事先将所需的信息隐藏在数码多媒体中，有需要时，可以提取上述隐藏信息的技术。数据隐藏技术大体上可分为，隐藏信息的提取过程中需要原本的技术和无须原本的技术。本项发明中采用了无须原本数据的方法。
[0047]本项发明中的数据隐藏是在视频压缩时进行的。通过对压缩输入影像的过程中适用于数据压缩的参数或者输入影像中依存性值的变形，实现数据隐藏。
[0048]进行视频压缩时，如果要隐藏数据，必须要选取即使通过数据隐藏原来的参数或者原本数据发生变形，对其画质或者被压缩数据量没有多大影像的部分。而且，其数值可以采用量子化参数(QP)和DCT系数除与量子化参数的‘level’值。
[0049]图4中显示了利用量子化参数进行数据隐藏的过程。图4是本项发明提供的动影像编码方法中，利用量子化参数进行数据隐藏的过程说明图。
[0050]正如前面所述，调整被编码数据量的是量子化参数。量子化参数是，对输入影像或者输入影像的差分值进行DCT的系数值进行除法处理的参数。随着量
[0051]子化参数的增大，除DCT系数的值也会增大:因此，如果被编码的数据量减少，量子化参数减少，除DCT系数的值也会减少，因此被编码的数据量就会增多。
[0052]而且，通过网络传送视频动影像时，数据的压缩要符合网络带宽。如果网络带宽比较宽，其通讯数据量也会多；因此被编码的量也会增多，画质也会有所改善。
[0053]相反，网络带宽比较窄，其通讯量就会少；因此被编码的量也会减少，画质也会有所低下。正如前面所述，根据网络状况，可以利用量子化参数调整被编码的数据量，这是可以进行数据隐藏操作。
[0054]如图4所述，对输入影像或者输入影像的差分值影像进行DCT处理后，根据网络带宽，设定适当的量子化参数。该量子化参数加入到宏块头，并且适用于对压缩影像进行解码处理的过程中。这时，利用实际量子化参数，在量子化处理之前，进行数据隐藏处理。在这里，数据隐藏过程如下:
【权利要求】
1.动影像编码方法，用于动影像传送系统中进行错误隐匿处理，包括: 步骤一，针对编码器输入的影像，提取图像标题的信息: 步骤二，针对提取到的图像标题信息，编码时通过数据隐藏进行传送； 步骤三，从解码器中提取通过数据隐藏传送到的图像标题信息； 步骤四，利用该图像标题信息，进行错误隐匿。
2.如权利要求1所述的动影像编码方法，其特征在于: 上述图像标题信息包括，被编码图像标题的结构性信息和编码时每次更换的标题信肩、O
3.如权利要求2所述的动影像编码方法，其特征在于: 上述被编码图像标题结构性信息包括，有关图像标题扩张状况的信息。
4.如权利要求2所述的动影像编码方法，其特征在于: 上述编码时每次更换的标题信息包括，相应图像量子化参数和相应图像参照的图像信肩、O
5.如权利要求1所述的动影像编码方法，其特征在于: 对上述提取的图像标题信息进行数据隐藏时，与上述提取图像标题信息相同的信息反复进行多次隐藏处理。
6.如权利要求1所述的动影像编码方法，其特征在于: 上述进行数据隐藏的过程中，利用针对被输入影像的量子化参数以及/或者执行离散余弦变换的块内等级值(离散余弦变换系数除与量子化参数的值)进行数据隐藏。
7.如权利要求1所述的动影像编码方法，其特征在于: 上述针对上述被提取图像标题信息进行数据隐藏时，提取上述图像标题信息的帧次一个帧后面，隐藏上述被提取的图像标题信息。
8.如权利要求1所述的动影像编码方法，其特征在于: 步骤一，判断是否从输入到的第N个帧开始，其图像标题中发生错误； 步骤二，上述输入的第N个帧图像标题中发生错误时，将相应图像数据保存在缓冲器中，然后对第(N/1)个帧的图像进行解码处理，并提取发生错误的第N个帧图像标题信息:步骤三，参照上述提取到的第N个帧图像标题信息，对保存在上述缓冲器中的第N个帧图像数据进行解码处理。
9.如权利要求8所述的动影像编码方法，其特征在于: 对上述第N个帧的图像数据进行解码处理后，参照上升第N个帧影像，对上述第(N+1)个帧的图像进行解码处理。
【文档编号】H04N19/467GK103763568SQ201110313200
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2011年10月17日 优先权日:2011年10月17日
【发明者】杨成 申请人:杨成