[發明專利]基于反饋的自適應錯誤恢復裝置、視頻通信系統和方法

有效

• 申請號: 200610145627.1
• 申請日: 2006-11-22
• 公開（公告）號: CN101193312A
• 公開（公告）日: 2008-06-04
• 發明（設計）人: 陳睿;王寧;王志英;戴志軍
• 申請（專利權）人: 中興通訊股份有限公司
• 主分類號: H04N7/68
• 分類號: H04N7/68;H04N7/64
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司
• 代理人: 許志勇;顏濤

技術領域

本發明涉及圖像信息傳輸和處理領域，具體涉及一種自適應的、具有抗信道錯誤的視頻通信系統和方法，以及其中的錯誤恢復裝置和方法。

背景技術

隨著有線寬帶網絡和無線網絡的發展和用戶需求的驅動，多媒體技術和相關的應用得到了越來越多的關注，被認為是未來高速網絡的主流應用之一。多媒體應用，尤其是視頻應用，相對于Internet的傳統應用，如WWW、E-mail等，其對實時性要求更嚴格，對帶寬的需求更大。由于視頻應用中大多采用了高壓縮率的編碼技術，其對傳輸誤碼的要求尤為苛刻，但是有線或者無線網絡不提供傳輸的QoS(Quality?of?Services)保證，因此，提高視頻應用對傳輸誤碼的抗干擾和恢復能力一直是多媒體通信領域的研究熱點。

常用的視頻傳輸抗差錯方法包括：①在編碼器端進行冗余編碼，使編碼碼流對信道錯誤具有更強的抗干擾能力；②在信道傳輸過程中加入冗余數據，例如前向糾錯，提高傳輸數據對信道錯誤的抗干擾能力；③在解碼器端進行錯誤隱蔽后處理，盡可能恢復出由于信道錯誤引起的受損數據。方法①和方法②都會造成數據冗余，增加對傳輸帶寬的要求，特別是在信道狀況較好時占用不必要的傳輸帶寬；方法③雖然不會增加傳輸冗余數據，但是對信道錯誤的抗干擾能力有限，特別是對無線信道傳輸條件下的高比特錯誤和突發性錯誤無能為力。

因此，交互式的視頻抗差錯處理--根據網絡信道的狀況調整編碼策略或者傳輸策略--是一種有效的自適應視頻通信方法。在網絡狀況較差時，例如信道比特錯誤率或者丟包率較大時，可以增加編碼或者傳輸過程中的冗余數據；當網絡狀況較好時，例如信道比特錯誤率或者丟包率較低，可以降低編碼或者傳輸過程中的冗余數據。

這種交互式的視頻抗差錯方法的一個重要特征是需要得到網絡狀況或者解碼端解碼圖像狀態的反饋信息，然后根據反饋信息調整編碼或者傳輸策略。但是在實際的通信系統中，從解碼器的反饋解碼狀態信息到編碼端存在時延，時延的大小與網絡狀況有關。若時延較大，編碼端接收到錯誤反饋信息時，錯誤圖像已經在解碼器端擴散較長時間，對用戶造成明顯的視覺體驗下降。而且在這種情況下，編碼端的容錯處理能力會發生明顯下降。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于，提供一種基于反饋的自適應錯誤恢復裝置、視頻通信系統和方法，能夠快速接收錯誤視頻反饋信息，在較短的反饋時延內進行錯誤恢復。

本發明提供一種基于反饋的自適應錯誤恢復裝置，包括數據接收模塊、錯誤信息處理模塊、錯誤補償模塊及控制模塊，其中：

數據接收模塊，用于接收正常數據流，并對數據進行緩存；錯誤信息處理模塊，用于檢測接收數據是否發生錯誤，以及檢測從反饋信道獲取的反饋信息是否有錯誤信息；控制模塊，用于接收檢測結果，若未發生錯誤也沒有檢測到錯誤信息，則控制所述數據接收模塊直接將緩存數據輸出；若發生錯誤或者檢測到錯誤信息，則控制所述數據接收模塊將所緩存數據送至錯誤補償模塊，錯誤信息處理模塊將錯誤信息送至錯誤補償模塊，啟動所述錯誤補償模塊根據錯誤信息對待輸出的下一個數據包進行錯誤補償后輸出。

其中，所述錯誤補償模塊，進行錯誤補償時是對接收的視頻碼流解碼，然后進行重新編碼，在重新編碼過程中進行容錯處理，所述容錯處理包括I幀更新、或宏塊幀內更新、或參考幀選擇、或發送冗余幀。

其中，所述錯誤補償模塊，進行錯誤補償時是在變換域對即將發送的數據碼流進行錯誤補償，在得到第N幀圖像出錯的信息時，確定所述錯誤恢復裝置待發送的數據幀；根據接收的錯誤信息位置，采取基于象素的跟蹤或者基于宏塊的跟蹤，對錯誤進行跟蹤，找到待發送的數據幀的錯誤擴散區域；對待發送的數據幀中錯誤擴散宏塊區域進行跳幀轉碼處理，得到重新編碼的碼流。

所述錯誤補償模塊，進行跳幀轉發處理時，在重新編碼的碼流中，錯誤擴散區域以發生錯誤之前的第N-1幀作為參考幀進行重新編碼，阻止錯誤擴散。

所述錯誤信息處理模塊發送至錯誤補償模塊的錯誤信息包括從反饋信道獲得的錯誤信息、以及根據錯誤信息從緩存數據中提取的數據錯誤信息，其包括圖像幀號、或錯誤宏塊位置、或解碼器端錯誤隱蔽算法。

本發明還提供一種基于上述錯誤恢復裝置的自適應錯誤恢復方法，包括如下步驟：

(1)數據接收模塊接收正常數據流，并對數據進行緩存；

(2)錯誤信息處理模塊對緩存的數據進行檢測，同時檢測反饋信道是否存在錯誤信息；

(3)控制模塊接收檢測結果，若檢測到緩存數據有錯或者檢測到反饋信道發送了錯誤信息，則進行啟動錯誤補償模塊；