[发明专利]用于视频信号处理的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及视频信号处理，并且具体地但是非排他地，涉及改善 广播发布视频信号的抗误码。

背景技术

视频信号的传送和发布越来越多地使用数字编码视频信号来执 行。例如，数字地面和卫星电视广播正在渐进地接管模拟广播系统。 而且，数字视频信号用于经由例如因特网或者使用诸如数字通用盘等 的磁光载体进行发布。

为了保持数字视频的可管理的数据率和文件大小，使用提供了很 高的压缩度的复合视频编码和解码算法。常见的标准化的视频编解码 器的示例是运动图像专家组的MPEG-2和MPEG-4技术标准。

然而，大多数标准化的视频编解码器的问题是它们对于例如在编 码视频信号的广播、发布和检索等期间发生的比特误差很敏感。这种 高度敏感性特别是由于视频编码算法对于预测算法的依赖，所述预测 算法基于其他视频数据的特性来预测视频数据。而且，使用可变长度 的代码用于编码视频数据导致对于比特误差的高度敏感性。为了减少 误差的传播，当前的标准化系统提供了多种抗误码工具，诸如限制预 定范围、引入重新同步标记和使用可逆的行程代码。许多标准化的视 频编解码器也提供了分层的编码方案，所述分层的编码方案允许建立 多个视频编码数据集(例如，比特流)，每个数据集对于解码的视频 的最后主观质量有不同的影响。然后，可以将不同的前向纠错编码方 案应用到编码数据，以允许对于质量具有最大影响的编码数据的部分 比其他部分更大程度地受到防护。

遗憾地是，这样的抗误码方案都引入了相当多数量的附加错误数 据，由此导致在误差特性比设计编码的情况(例如，当通过无误差信 道来传送视频信号时)更好的情况下在编码效率上有相当大的损失。 因此，经常很少的抗误码特征或者完全没有任何抗误码特征地编码视 频信号。

然而，如果需要在容易产生误差的信道上传送这样的未编码的视 频信号，则添加所有但是最简单的抗误码特征需要视频信号的解码和 重新编码，这是在计算上的密集任务。

向视频信号添加误差防护的通常替代是使用前向纠错代码来防护 整个视频信号，或者提供校验和和重传服务使得可以检测和重传被破 坏的数据(例如，像在公知的传输控制协议TCP中使用的那样)。

然而，前向纠错编码的使用通常要求在传送之前知道信道的误差 特性，或者要求假定最差的情况，由此导致更高的纠错数据率和降低 的编码效率。此外，当如果误差率提高到超过设计代码的级别则纠错 码的误差性能趋向于大幅度降低时，通常必须包括相当大的容限。具 体地，当纠错码趋向于不平滑地和渐进地变差时，必须保证所述系统 以保证操作点从不或者很少达到编码性能正在变差的情况的数据率工 作。

此外，虽然重传技术的使用可以适合于一些系统，但是它对于其 他系统不实用。例如，重传不适合于一些非实时的系统，诸如通过DVD 来发布视频信号。而且，如果多个用户正在接收相同内容，则使用重 传并没有递增适应性(scale well)，因为重传资源要求可能迅速地超 过初始的广播资源。

因此，当例如要通过具有可变误差特性的网络(诸如因特网、数 字电视广播或者移动无线网络)来广播视频信号时，当前的抗误码度 量趋向于不是最佳的。

因此，一种用于视频处理的改进的系统将是有益的，并且特别是 一种允许提高灵活性、改进反向兼容性、便利实现、具有更平滑的误 差性能变差、改进质量、降低数据率、改进编码效率和/或改进性能的 系统将是有益的。

发明内容

因此，本发明寻求单个地或者以任何组合地更好地减轻、缓和或 者消除上述一个或多个缺点。

根据本发明的一个方面，提供了一种视频信号处理器，该视频信 号处理器包括：接收器，用于接收输入视频数据，该输入视频数据包 括第一编码视频信号以及第二编码视频信号的误差冗余数据，第二编 码视频信号是第一编码视频信号的降低了数据率的版本，并且输入视 频数据不包括第二编码视频信号；视频单元，用于从第一编码视频信 号产生第二编码视频信号；误差单元，用于响应于误差冗余数据而检 测第二视频信号的至少第一分段的误差；以及组合器，用于通过响应 于所述误差的检测而将与第一分段相对应的第一编码视频信号的第二 分段和第一分段相组合来产生组合的视频数据。