專利名稱：對(duì)批量壓縮視頻數(shù)據(jù)內(nèi)標(biāo)題信息作高效解碼的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及恢復(fù)被壓縮的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，更加具體的說就是一種解讀在易于出現(xiàn)故障的通道內(nèi)傳送的宏批量(macro-blocked)加密數(shù)字信號(hào)中的標(biāo)題(header)信息的設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
最近，對(duì)于諸如視頻電話、視頻會(huì)議、和/或多媒體設(shè)施中全動(dòng)畫視頻功能的需求已經(jīng)要求建立一種適用于計(jì)算機(jī)和相關(guān)系統(tǒng)中的視頻動(dòng)畫的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于該類應(yīng)用技術(shù)的需求，要求我們開發(fā)出能夠復(fù)制出足以表現(xiàn)可以達(dá)到人為控制長(zhǎng)度的移動(dòng)畫面，以及相應(yīng)的聲音效果所需的數(shù)據(jù)量的壓縮技術(shù)，以達(dá)到諸如運(yùn)用傳統(tǒng)的通訊硬件設(shè)備，來促進(jìn)數(shù)據(jù)傳輸這樣的目的。
可變長(zhǎng)(variable-length)加密是一種常用于無損耗數(shù)據(jù)壓縮的加密技術(shù)。運(yùn)用該技術(shù)，8x8型號(hào)像素量的視頻數(shù)據(jù)可以轉(zhuǎn)化為單余弦轉(zhuǎn)化(discretecosine transform，簡(jiǎn)稱“DCT”)系數(shù)，然后該系數(shù)被乘以基本倍增因子加以倍增，倍增后的DCT系數(shù)就被實(shí)現(xiàn)了哈夫曼加密，形成哈夫曼密碼詞。這種對(duì)于包含在比特流里的視頻數(shù)據(jù)的加密過程，常常用來為已知的數(shù)據(jù)數(shù)字建立最小冗余可變長(zhǎng)密碼。
有一種標(biāo)準(zhǔn)是將哈夫曼(Huffman)加密技術(shù)用于給傳輸或儲(chǔ)存的壓縮視頻動(dòng)畫圖象加密，這叫做“動(dòng)畫專家組”(Motion Picture Expert Group，簡(jiǎn)稱“MPEG”)標(biāo)準(zhǔn)。每個(gè)MPEG標(biāo)準(zhǔn)都是一種針對(duì)視頻動(dòng)畫和有聲信號(hào)的壓縮的國際標(biāo)準(zhǔn)。該MPEG標(biāo)準(zhǔn)使得視頻動(dòng)畫可以和相應(yīng)的高品質(zhì)聲頻信號(hào)一并壓縮，并且提供其它諸如單片前轉(zhuǎn)、動(dòng)畫反轉(zhuǎn)以及靜止視頻畫面等其它功能。
對(duì)MPEG視頻比特流的解碼和處理對(duì)于所有的MPEG解碼系統(tǒng)都至關(guān)重要。經(jīng)過壓縮的MPEG視頻比特流包含恢復(fù)視聽數(shù)據(jù)所需要的不同的參數(shù)。MPEG比特流能夠輕易地被分成視、聽兩個(gè)比特流。MPEG視頻比特流由視頻參數(shù)以及實(shí)際壓縮后的視頻數(shù)據(jù)組成。
當(dāng)前廣為人們所接受的兩個(gè)MPEG視頻標(biāo)準(zhǔn)為通常提到的MPEG-l和MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)。一般地，MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)的分辨率高于MPEG-1標(biāo)準(zhǔn)，可以使播放傳輸速率達(dá)到4-6Mbps。除了MPEG-1和MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)，國際標(biāo)準(zhǔn)組織/國際電工委員會(huì)正在制定標(biāo)準(zhǔn)化的MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)。MPEG標(biāo)準(zhǔn)旨在達(dá)到比如促進(jìn)以內(nèi)容為主的互動(dòng)技術(shù)和某些無線應(yīng)用技術(shù)發(fā)展的目的。
上述標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的視頻密碼，通過運(yùn)用批量運(yùn)動(dòng)狀態(tài)補(bǔ)償DCT提供了數(shù)字視頻序列的壓縮。在DCT處理流程里的第一步批量匹配步驟里，有一個(gè)計(jì)算公式對(duì)在兩個(gè)暫時(shí)相鄰的畫面之間出現(xiàn)的動(dòng)態(tài)信息進(jìn)行估算和補(bǔ)償處理，于是畫面被針對(duì)估算的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)加以補(bǔ)償，并加以比較，形成一個(gè)不同的圖象。通過找到兩個(gè)暫時(shí)相鄰的畫面之間的差異，所有現(xiàn)時(shí)冗余的成分都被清除掉。剩下的唯一的信息就是不能再在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)估算和補(bǔ)償計(jì)算中加以補(bǔ)償?shù)男滦畔ⅰ?br> 在第二步，該新的信息通過使用DCT被轉(zhuǎn)化到頻率形式。DCT具有將該新信息的能量壓縮進(jìn)幾個(gè)低頻分量的特性。通過限制被加密的高頻信息量，可以對(duì)視頻數(shù)據(jù)序列進(jìn)一步壓縮。
該方法為視頻加密技術(shù)提供的壓縮成果的大部分是通過運(yùn)動(dòng)狀態(tài)估算和補(bǔ)償計(jì)算技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。就是說，人們發(fā)現(xiàn)傳送關(guān)于存在于視頻序列里的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的信息，比傳送關(guān)于密度和顏色的信息更加有效率。通過使用從當(dāng)前的密度畫面里的特定位置指向該相同的位置在前一個(gè)密度畫面里的原來的位置的指引向量，可以將動(dòng)態(tài)信息表現(xiàn)出來。對(duì)于各個(gè)批量匹配的問題，這些位置是事先確定的、非重疊的、型號(hào)相同的批量模塊，叫做“宏批量”(英文簡(jiǎn)稱“MB”，即Macro-block)。一個(gè)MB包含的所有像素都被認(rèn)為具有相同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。通過在以前的暫時(shí)相鄰畫面里，進(jìn)行事先設(shè)計(jì)的搜索以找到最優(yōu)匹配的方法，可以找到與某個(gè)視頻序列的當(dāng)前畫面里特定的MB關(guān)聯(lián)的動(dòng)態(tài)指引向量。動(dòng)態(tài)指引向量從當(dāng)前畫面里的MB的中心指向在前一個(gè)畫面里提供了最優(yōu)匹配的批量塊的中心。
通過使用預(yù)估算的動(dòng)態(tài)向量，每個(gè)動(dòng)態(tài)向量可以改變前一個(gè)畫面的復(fù)制件，形成對(duì)當(dāng)前畫面的預(yù)測(cè)。該操作被叫做動(dòng)態(tài)補(bǔ)償。如上所述，每個(gè)經(jīng)過預(yù)測(cè)的MB被從當(dāng)前的MB中截取出來，形成由DCT轉(zhuǎn)化為空間頻率系數(shù)的不同的MB。對(duì)這些空間頻率系數(shù)加以倍增，并進(jìn)行信息量平均加密，以進(jìn)一步壓縮原來的視頻序列。通過使用不同的脈沖代碼模塊(英文簡(jiǎn)稱“DCPM”)，動(dòng)態(tài)向量被壓縮和信息平均加密。動(dòng)態(tài)向量和DCT系數(shù)都被傳送到解碼器，在這里進(jìn)行反向的操作來形成經(jīng)解碼的視頻序列。因?yàn)樯鲜鰳?biāo)準(zhǔn)規(guī)定的視頻密碼能夠非常有效地消除除了最基本的信息之外的所有信息，所以，解碼器進(jìn)行的數(shù)據(jù)再建過程里的任何差錯(cuò)，都會(huì)導(dǎo)致正在被恢復(fù)的視頻信號(hào)的部分錯(cuò)誤。
人們?cè)谂υO(shè)計(jì)一種MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)以有力地解決傳輸錯(cuò)誤問題，以使人們可以在廣泛的儲(chǔ)存和傳輸媒介上接收?qǐng)D象或者視頻信息。在該方面，人們已經(jīng)開發(fā)了一些不同類型的工具來提高M(jìn)PEG-4標(biāo)準(zhǔn)的糾錯(cuò)能力。這些工具可能涉及到二次同步技術(shù)、數(shù)據(jù)恢復(fù)和錯(cuò)誤隱藏技術(shù)。有一種MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)的糾錯(cuò)模式運(yùn)用由二次同步標(biāo)志分開的固定長(zhǎng)度的信息包來傳送視頻數(shù)據(jù)。在每個(gè)信息包里的初始信息包節(jié)段內(nèi)，有信息包的標(biāo)題信息，信息包的其余部分是實(shí)際加密的視頻數(shù)據(jù)。信息包標(biāo)題部分的信息包括倍增信息、關(guān)于宏批量類型的信息、以及加密的色度批量模式(英文簡(jiǎn)稱“MCBPC”)以及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息，它們都有關(guān)于信息包第一個(gè)MB的索引排序。
標(biāo)題信息里的錯(cuò)誤的發(fā)現(xiàn)、定位和糾正對(duì)于保證解密后的視頻信息的質(zhì)量很關(guān)鍵。這對(duì)于無線通訊系統(tǒng)環(huán)境尤其重要，因?yàn)檫@類系統(tǒng)的操作環(huán)境中很容易出現(xiàn)錯(cuò)誤。
發(fā)明概述因此，簡(jiǎn)單的講，本發(fā)明提供了對(duì)包含加密視頻數(shù)據(jù)的信息包里的加密參數(shù)數(shù)據(jù)解碼的方法和設(shè)備。該發(fā)明性質(zhì)的方法研究的是如何確定加密后的參數(shù)數(shù)據(jù)的比特長(zhǎng)度L，完成該步驟后，待選的密碼詞序列根據(jù)事先制訂的公制誤差參數(shù)，與加密的參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，接著根據(jù)事先界定的、和公制誤差參數(shù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，從待選序列中選出優(yōu)化的序列。優(yōu)化的序列作為一個(gè)整體，具有一系列的等于L長(zhǎng)度的比特，并且可以對(duì)加密的視頻數(shù)據(jù)解碼。
通過選擇首密碼詞假定值，和確定包含N-1個(gè)與首密碼詞假定值相關(guān)的密碼詞的首條件性最優(yōu)序列，可以優(yōu)先生成待選序列的首序列。然后其他的待選序列通過選擇不同的密碼詞假定值和確定有關(guān)的條件性優(yōu)化序列(有N-1個(gè)密碼詞)生成。
附圖簡(jiǎn)述附圖里


圖1是一個(gè)方塊圖，表示根據(jù)本發(fā)明的動(dòng)態(tài)軟解碼技術(shù)對(duì)信息包標(biāo)題數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼的視頻解碼器。
圖2是關(guān)于為圖1里的視頻解碼器提供的比特流的內(nèi)部包括的、示范性加密視頻信息包的圖表說明。
圖3是一個(gè)概括性流程圖，說明的是運(yùn)用對(duì)包含在加密的視頻信息包里的標(biāo)題信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)軟解碼技術(shù)的方法的最優(yōu)操作方式。
圖4(a)至4(c)是對(duì)在簡(jiǎn)化的加密系統(tǒng)環(huán)境里的信息包標(biāo)題信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)軟解碼的示意圖。
圖4(d)是包含圖4(a)至4(c)里提到的例子里的三個(gè)密碼詞的密碼表。
圖5是一個(gè)流程圖，描述用來實(shí)施本發(fā)明的動(dòng)態(tài)軟解碼程序的最佳的重復(fù)性固定流程。
圖6是一個(gè)流程圖，描述用來實(shí)施本發(fā)明的動(dòng)態(tài)軟解碼程序的最佳的非重復(fù)性流程。
對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)描述圖1-6對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了更加全面的描述。圖1是一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的流程圖。它包括一個(gè)根據(jù)這里描述的方式操作的視頻解碼器100。視頻解碼器100通過運(yùn)用本發(fā)明的動(dòng)態(tài)軟解碼技術(shù)，能夠?qū)υ诮邮盏降谋忍亓?04包含的加密后的視頻信息包里的信息包標(biāo)題數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼。如圖1所示，由視頻/音頻解碼器106生成的多元的視聽比特流105可以通過傳輸通道108提供給視頻解碼器100。由于傳輸通道108性質(zhì)不穩(wěn)定，所以錯(cuò)誤信息被引入比特流105，導(dǎo)致接受到的比特流104里的某些特定比特與被傳輸?shù)谋忍亓?05里對(duì)應(yīng)的比特不符合。如果視頻解碼器100盲目地運(yùn)用強(qiáng)行決策(hard-decision based)解碼計(jì)算方式，這些錯(cuò)誤可能會(huì)對(duì)最終的視頻的視覺質(zhì)量產(chǎn)生災(zāi)難性的影響。為了避免該后果，接受到的比特流104的每個(gè)信息包里的標(biāo)題數(shù)據(jù)以下列方式進(jìn)行解碼。
視頻解碼器100包括一個(gè)多元解調(diào)器114用來將加密的音頻信息與接受到的比特流104內(nèi)部的加密視頻信息分開來。加密的音頻比特流被提供給音頻解碼器118，而加密的視頻比特流被提供給視頻比特流解碼器120。在視頻比特流解碼器120里，加密后的視頻信息的每個(gè)信息包的標(biāo)題信息被根據(jù)本發(fā)明技術(shù)解碼。一旦信息包的標(biāo)題信息已經(jīng)解碼，生成的解碼參數(shù)就會(huì)被用于對(duì)該信息包里的宏批量里的加密視頻信息進(jìn)行解碼。然后加密的視頻數(shù)據(jù)被提供給常規(guī)的反向倍增器和反向DCT模塊124。需要實(shí)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償時(shí)，一個(gè)控制器(未圖示)會(huì)將開關(guān)125轉(zhuǎn)化到一種狀態(tài)，使得在差異批量130的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模塊128對(duì)反向DCT模塊124的產(chǎn)出結(jié)果進(jìn)行修改。差異批量130生成的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償視頻比特流被送回到運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模塊128，并被提供給一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的后處理器單元134。當(dāng)不需要運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)臅r(shí)候，控制器將開關(guān)125的狀態(tài)轉(zhuǎn)化到使得反向DCT模塊124生成的結(jié)果被直接提供給后處理器單元134的狀態(tài)。
圖2提供了提供給視頻解碼器100的比特流104內(nèi)部的示范性加密視頻信息包140的運(yùn)作圖。在示范實(shí)施中，加密器106將二次同步標(biāo)記142a、142b放置于比特流104內(nèi)部的分配大致平均的位置上(以比特算)。每個(gè)二次同步標(biāo)記142都定義了一個(gè)單獨(dú)的視頻信息包的開始部分。在加密器106內(nèi)，已有的視頻信息包內(nèi)的連續(xù)的宏批量被加密，直到這些信息包包括的比特?cái)?shù)超過事先確定的閾值。此時(shí)，就形成了新的視頻信息包，而且在開始對(duì)下一個(gè)宏批量塊加密時(shí)，就有一個(gè)二次同步標(biāo)記被加了進(jìn)去。
視頻信息包140包括標(biāo)題信息144，它由二次同步標(biāo)記142a和其他的、對(duì)于再啟動(dòng)解碼過程為必需的信息包控制信息146組成。運(yùn)動(dòng)標(biāo)記148將信息包控制信息146和信息包140的其余部分分開，該信息包括加密宏批量形式的結(jié)構(gòu)信息150。信息包控制信息146包括一個(gè)對(duì)于信息包140里的首宏批量的位置的索引152、絕對(duì)倍增信息154、以及插入的MCBPC參數(shù)以及絕對(duì)運(yùn)動(dòng)向量信息156。倍增信息154使得不同的解碼流程可以在索引152規(guī)定的首宏批量的位置再啟動(dòng)。結(jié)構(gòu)信息150與MCBPC/運(yùn)動(dòng)信息156的分割使得該信息可以用來隱藏在其他情況下由于喪失結(jié)構(gòu)信息150而導(dǎo)致的錯(cuò)誤。
正如發(fā)明背景信息所介紹的，用來表現(xiàn)與特定的宏批量關(guān)聯(lián)的運(yùn)動(dòng)向量的加密方法是微分性的。在每個(gè)二次同步標(biāo)記142上的解碼器100上進(jìn)行二次同步時(shí)，會(huì)從標(biāo)題信息144處提取出運(yùn)動(dòng)向量的絕對(duì)信息和與緊鄰的前一個(gè)視頻信息包關(guān)聯(lián)的其他信息(比如，倍增因子)。相應(yīng)地，如果丟失了信息包140緊鄰的前一個(gè)視頻信息包，可以通過算出緊鄰的前一個(gè)信息包的這些參數(shù)的絕對(duì)值和與首宏批量關(guān)聯(lián)的這些參數(shù)的微分值(differential values)的和，得到運(yùn)動(dòng)向量的值和信息包140的首宏批量的倍增因子。
圖3是概括性的流程圖，描述的是對(duì)加密的視頻信息包140內(nèi)部的標(biāo)題信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)軟解碼的方法的最優(yōu)應(yīng)用過程。在初始步驟160里，二次同步標(biāo)記142a和142b以及運(yùn)動(dòng)標(biāo)記148的位置可以確定。接著，在步驟164里，標(biāo)題信息144的長(zhǎng)度L(以比特算)是通過確定運(yùn)動(dòng)標(biāo)記148以及二次同步標(biāo)記142a的位置確定的。接著通過檢查對(duì)于當(dāng)前和隨后的信息包的首MB的索引，來確定用于對(duì)結(jié)構(gòu)信息150解碼的密碼詞的數(shù)量N。在步驟166，根據(jù)下面描述的動(dòng)態(tài)軟解碼技術(shù)，找到包含L比特?cái)?shù)和與信息包140的被解碼的標(biāo)題信息對(duì)應(yīng)的N個(gè)密碼詞的序列。
根據(jù)本發(fā)明，有一個(gè)D*(N，L)函數(shù)提供了將標(biāo)題信息144解碼為跨越L個(gè)比特的N個(gè)密碼詞的最優(yōu)方法，在該公式里D*(N，L)＝D*(N-1，L-1H*(1))+H*(1)，(1)H*(1)＝arg mini＝1，…KD*(N-1，L-1H(1))+Dist(MCBPC1＝i). (2)這里，H*(1)是D*(N，L)定義的密碼詞的最優(yōu)序列里的首密碼詞，1H*(1)是H*(1)里的比特?cái)?shù)，K是使用的解碼系統(tǒng)里的密碼詞數(shù)量，Dist(MCBPC1＝i))是第i個(gè)密碼詞被定義為視頻信息包140里的第一個(gè)密碼詞時(shí)，對(duì)比特流104和與其最近的、匹配的密碼詞串聯(lián)之間的距離或者誤差的測(cè)量值。距離或者誤差標(biāo)準(zhǔn)Dist (.)可以是硬決策公制(比如，Hamming距離)，或者，可以是軟決策公制，但是是在提供了比特流解碼器120，和關(guān)于比特流104里的特定比特的可靠性的一些信息的時(shí)候。比如，這樣的可靠性信息可以由能夠接收高質(zhì)量通道(channel)信息的通道解碼器提供。結(jié)果，最優(yōu)解碼的結(jié)果，D*(N，L)，就是在與比特流104進(jìn)行比較時(shí)，定義了使得最優(yōu)的距離公制單位最小化的比特模式的可用的密碼詞的序列。
圖4(a)-(c)提供的是在簡(jiǎn)化的三個(gè)密碼詞的加密系統(tǒng)的環(huán)境下，用本發(fā)明對(duì)信息包標(biāo)題數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)軟解碼的示例。圖4(d)是包括簡(jiǎn)化的加密系統(tǒng)里的該三個(gè)密碼詞，(“A”＝“0”，“B”＝“10”，“C”＝“11”)的密碼表。再看圖4(a)，考慮一下一個(gè)與信息“AC”(L＝3，N＝2)對(duì)應(yīng)的、包含一個(gè)3個(gè)比特的信息包“011”的已發(fā)送比特流105。還可以假定該信息包被發(fā)送通道108破壞、被解碼器100(圖4(b))接收到的時(shí)候成了信息包“001”。此時(shí)，常規(guī)的硬決策查詢解碼器將輸出“AA”并在信息包結(jié)尾遇到一個(gè)單個(gè)的“1”時(shí)找到錯(cuò)誤。如圖4(b)所示，該錯(cuò)誤可以被發(fā)現(xiàn)是因?yàn)閱蝹€(gè)的“1”不是圖4(b)的密碼表里的密碼詞。
圖4(c)說明的是在該示例環(huán)境中本發(fā)明的動(dòng)態(tài)軟解碼過程和相應(yīng)的結(jié)果。圖4(c)中，橢圓形的封閉的圖形167表示要在由箭頭線代表的操作中作出選擇。細(xì)的箭頭線168代表原先的優(yōu)化問題D*(N，L)的可能的分解情況。由確定D*(N，L)過程中進(jìn)行的低層次操作所返回的最優(yōu)化的結(jié)果由粗的箭頭線169表示。
如圖4(c)所示，將等式(1)、(2)應(yīng)用到當(dāng)前的示例就會(huì)有D*(N，L)＝D*(2，3)＝D*(1，3-1H*(1))+H*(1)， (3)H*(1)＝arg mini＝1，2，3 D*(1，3-1H(1))+Dist(codewordl＝i)(4)如果假定等式(4)里的距離公制單位Dist(.)是Hamming距離(即，解碼后被接收到的不同比特的總數(shù))，則對(duì)于接收到的信息包“001”等式(4)涉及到下列Min{D*(1，2)+0，D*(1，1)+1，D*(1，1)+2}(5)這里(5)對(duì)應(yīng)于當(dāng)信息包里的首密碼詞分別被假定為A，B和C時(shí)的優(yōu)化過程。對(duì)于(5)的第一個(gè)值，Dist(A)＝0，因?yàn)樾畔?01”里接收到的第一個(gè)比特為“0”，在圖4(d)里，“A”的值也是“0”。類似地可以得到Dist(B)＝1且Dist(C)＝2。因?yàn)镈*(1，1)+1顯然比D*(1，1)+2小，(5)等于下列Min{D*(1，2)+0，D*(1，1)+1} (6)就是說，將(5)變成(6)表明如果信息包里的首密碼詞是2個(gè)比特的密碼詞，它應(yīng)該為“B”而不是“C”。比特流解碼器120通過找到D*(1，2)和D*(1，1)來解決(6)提出的問題，它涉及的是接到的信息包“001”的最后2個(gè)比特，使用的是等式(1)和(2)。通過將接到的信息包“001”的最后2個(gè)比特與圖4(d)的密碼表對(duì)照，很明顯D*(1，2)＝1(就是說，當(dāng)接到的信息包“001”的最后2個(gè)比特“01”被假定為2個(gè)比特的密碼詞“C”＝“11”時(shí)，Dist(.)公制單位被最小化，等于“1”)。進(jìn)行同樣的比較會(huì)得到D*(1，1)＝1(就是說，接到的信息包“001”的最后1個(gè)比特的值為1，而且是與圖4(d)的密碼表里僅有的1個(gè)比特的密碼詞距離為“1”，“A”＝0)。在(6)插入D*(1，2)＝1和D*(1，1)＝1得到D*(2，3)＝Min{D*(1，2)+0，D*(1，1)+1)＝Min{1，2) (7)在該示例中，最優(yōu)化的解碼結(jié)果，D*(2，3)等同于D*(1，2)+0，它用來對(duì)(7)進(jìn)行最小值處理，等于“1”。因?yàn)镈*(1，2)+0在(6)和(7)里出現(xiàn)的前提是假定首密碼詞為“A”，而且是因?yàn)楫?dāng)接到的信息包里最后的密碼詞為“C”時(shí)，(7)被最小化，所以該例中最優(yōu)化的解碼結(jié)果為“AC”。
圖5是說明用來實(shí)施本發(fā)明的動(dòng)態(tài)軟解碼程序的最優(yōu)的重復(fù)程序170的流程圖。圖中，假定除了步驟166，圖3所有關(guān)于接到的信息包標(biāo)題信息的操作都已經(jīng)完成，就是說，當(dāng)已經(jīng)確定了上述描述信息包標(biāo)題信息144的比特長(zhǎng)度L和要包括在被解碼的標(biāo)題信息里的密碼詞數(shù)量N時(shí)，該圖的程序被用來找到最優(yōu)化的解碼結(jié)果D*(currN＝N，currL＝L)。
參見圖5，在步驟180，判斷，當(dāng)初始的時(shí)候，運(yùn)行關(guān)于對(duì)應(yīng)于正在被解碼的信息包的整體性的、原來的問題D*(N，L)的解決方案的、常規(guī)重復(fù)程序170時(shí)(具有簡(jiǎn)化的currN和currL)，是否已經(jīng)得到D*(currN，currL)。如果是這樣，就會(huì)退回儲(chǔ)存的結(jié)果D*(currN，currL)(步驟184)，而且對(duì)于接到的下一個(gè)視頻信息包內(nèi)部的標(biāo)題信息的解碼就開始了。否則，就會(huì)在步驟186設(shè)定一個(gè)參數(shù)——Best，它具有無限值，同時(shí)從—個(gè)密碼詞表里選擇出來密碼詞Ci(參見圖4(d)步驟188)。
在步驟190，通過根據(jù)適用的距離公制單位比較所選擇的密碼詞Ci和接到的信息包的標(biāo)題信息的頭1個(gè)比特，會(huì)計(jì)算出一個(gè)不同的Di。該比特長(zhǎng)度1記錄在步驟194，對(duì)應(yīng)于所選擇的密碼詞Ci的比特長(zhǎng)。如果密碼詞的數(shù)量N是1(步驟198)，則會(huì)給一個(gè)臨時(shí)的變量TmpDist指定差值Di(步驟202)。如果密碼詞的數(shù)量N不等于1，則TmpDist被賦值為Di+D*(currN-1，currL-1)(步驟204)。此時(shí)，重復(fù)常規(guī)程序170再一次通過圖5(步驟205)的方式被用來評(píng)價(jià)D*(currN-1，currL-1)。一旦程序170對(duì)D*(currN-1，currL-1)進(jìn)行了評(píng)價(jià)，且該評(píng)價(jià)可能涉及到對(duì)于重復(fù)性程序170的一個(gè)或者更多的進(jìn)一步的應(yīng)用，就會(huì)返回一個(gè)相應(yīng)的TempDist值。常規(guī)程序170原來的應(yīng)用接著會(huì)判斷返回的相應(yīng)的TempDist值是否小于Best的當(dāng)前值(步驟206)。如果是這樣，Best的值就會(huì)被給予TempDist的當(dāng)前值(步驟208)，Ci的指數(shù)I被和Ci的比特長(zhǎng)度1一同儲(chǔ)存起來(步驟210)。
如圖5所示，在步驟214，判斷常規(guī)程序170是否已經(jīng)通過將K個(gè)可用的密碼詞(C1，C2，……)里的每一個(gè)密碼詞作為被解碼的序列里的首密碼詞評(píng)價(jià)了D*(N，L)。如果是，會(huì)設(shè)定一個(gè)標(biāo)志，會(huì)在將一個(gè)Best值作為與N個(gè)密碼詞的最優(yōu)化序列關(guān)聯(lián)的誤差返回時(shí)，結(jié)束程序170。如果還沒有將所有的K個(gè)密碼詞用做Ci，則指數(shù)i的值會(huì)增加1(步驟218)。接著步驟188繼續(xù)使用下一個(gè)密碼詞Ci進(jìn)行處理過程。
圖6是說明一個(gè)最佳非重復(fù)性常規(guī)程序250的流程圖，該程序用來實(shí)施本發(fā)明的動(dòng)態(tài)軟解碼程序。如圖5所示，進(jìn)入程序250時(shí)，假定除了步驟166，圖3對(duì)于接收的信息包的標(biāo)題信息的所有的操作已經(jīng)完成。用來決定D*(N，L)的非重復(fù)性常規(guī)程序250可以通過使用一個(gè)具有堆棧元件的存儲(chǔ)器棧運(yùn)行。每個(gè)堆棧元件包括三個(gè)保持各個(gè)參數(shù)(currDist，CurrN，currL，currS)的對(duì)應(yīng)值的區(qū)域。如圖6將進(jìn)一步說明的，參數(shù)currDist反映了適用于被部分解碼的序列的距離單位的一個(gè)累積值，在該序列里，有一個(gè)經(jīng)過選擇的特定的密碼詞作為序列的首密碼詞。就是說，每次給被部分解碼的序列增加新的密碼詞時(shí)，currDist的值根據(jù)適用的距離公制單位增加。參數(shù)currN規(guī)定了余下的被加入被部分解碼的序列的額外的密碼詞的數(shù)目。參數(shù)currL反映了為諸如currN這樣的額外的密碼詞加密的剩余的比特?cái)?shù)目。此外，參數(shù)currS由N-currN個(gè)密碼詞的總和(消耗L-currL個(gè)比特)組成，該密碼詞已經(jīng)在留下currN個(gè)密碼詞有待加密的時(shí)候被解碼了。
因?yàn)槌Ｒ?guī)程序250是非重復(fù)的，它不會(huì)讓自己(就象重復(fù)性程序170)解決“中間”問題，比如D*(N-n，L-1)。這些中間的問題被以一種可以利于評(píng)價(jià)最終利益的表達(dá)D*(N，L)的方式儲(chǔ)存在堆棧里。在這方面，堆棧的加載方式是“先進(jìn)后出”，這樣，對(duì)應(yīng)于最終利益問題(即，0，N，L，φ，φ代表空弦)的參數(shù)(currDist，CurrN，currL，currS)首先被壓入堆棧，最后被提出堆棧。這反映了一種將最終利益問題分解為一整套的較小的、中間問題的意圖。每個(gè)這樣的小問題都假設(shè)一個(gè)不同的密碼詞，作為被解碼序列的第一個(gè)密碼詞。
如圖6所示，在初始化步驟254里，參數(shù)(0，N，L，φ)被壓入堆棧，參數(shù)Best被賦予無限值。如果確定堆棧不是空的(步驟258)，則參數(shù)(currDist，CurrN，currL，currS)從堆棧中跳出(步驟262)，被以如下方式運(yùn)用。如果currN不等于0(步驟264)，則參數(shù)i的值被設(shè)為一(步驟268)，會(huì)從密碼詞表里選擇一個(gè)密碼詞Ci(步驟270)，成為一個(gè)潛在的最優(yōu)化的被解碼的序列里的首密碼詞。
接著通過根據(jù)適用的距離單位比較被選擇的密碼詞Ci的比特和接到的信息包的標(biāo)題信息的頭1i個(gè)比特(步驟274)(這里1i為被選擇的密碼詞Ci的比特長(zhǎng)度)，確定參數(shù)TempDist的一個(gè)值。該比特長(zhǎng)度1i還被記錄在步驟274里。在步驟275，會(huì)判斷表達(dá)式currDist+TempDist的值是否小于與位于有currNE＝currN-1和currLE＝currL-1i的堆棧里的任何其他的元素E＝(currDistE，currNE，currLE，currSE)關(guān)聯(lián)的currDistE的值。將Ci附加于currS(步驟276)后，參數(shù)(currDist+TmpDist，currN-1，currL-1i)被壓入堆棧(步驟278)。在步驟280里，會(huì)判斷是否所有的K個(gè)可用的密碼詞都已經(jīng)被用做潛在的優(yōu)化的被解碼的序列的初試密碼詞Ci(即，是否I小于K)。如果否，指數(shù)I會(huì)增加1(步驟282)，會(huì)選擇新的密碼詞Ci(步驟284)。接著步驟274和284對(duì)于每一個(gè)可用的密碼詞Ci進(jìn)行重復(fù)運(yùn)作，i＝1，2……，K，此時(shí)程序250回到步驟258。
如果發(fā)現(xiàn)堆棧非空(步驟258)，而且currN＝0，則會(huì)判斷currDist是否小于參數(shù)Best的當(dāng)前值(步驟294)。否則，程序250回到步驟258。如果是，則參數(shù)Best的值被設(shè)為等于currDist，currS被存為當(dāng)前最優(yōu)解碼結(jié)果BestS，處理過程回到步驟258。如果在步驟258發(fā)現(xiàn)堆棧為空，則最優(yōu)的密碼詞序列BestS和適用的距離單位的有關(guān)值D*(N，L)(由參數(shù)Best表示)一起返回，程序250結(jié)束(步驟262)。
盡管上述的應(yīng)用已經(jīng)在系統(tǒng)環(huán)境下進(jìn)行了初步描述，在該系統(tǒng)里，接到的視頻信息包包括的標(biāo)題信息被解碼，然后用于解碼有關(guān)的加密的宏批量視頻信息，但是，熟悉該技術(shù)的人能夠容易地理解本發(fā)明可以用于其他視頻格式的解碼。這樣，本申請(qǐng)意味著僅僅受到所附權(quán)利要求書范圍的限制。
權(quán)利要求
1.一種對(duì)包括在包含加密視頻數(shù)據(jù)的信息包里的加密參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼的方法，該方法包括如下步驟確定加密參數(shù)數(shù)據(jù)的比特長(zhǎng)度L；根據(jù)誤差單位標(biāo)準(zhǔn)，比較待選的密碼詞序列和上述加密的參數(shù)數(shù)據(jù)；以及在上述待選的序列中，根據(jù)預(yù)設(shè)的、和上述誤差標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，選擇最優(yōu)序列。
2.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于，上述的最優(yōu)序列一起具有一系列的比特，該比特等同于上述的比特長(zhǎng)度L并且可以用于解碼上述的被解碼的視頻數(shù)據(jù)。
3.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于，上述確定上述的比特長(zhǎng)度L的步驟包括計(jì)算包括在上述信息包里的第一個(gè)和第二個(gè)標(biāo)記之間的比特的數(shù)量的步驟，以及上述比較的步驟，該方法包括選擇首密碼詞假定值和確定上述與上述的首密碼詞假定值關(guān)聯(lián)的、第一個(gè)條件性最優(yōu)序列N-1的步驟。
4.如權(quán)利要求3的方法，其特征在于，比較的步驟包括選擇第二個(gè)密碼詞假定值，以及確定與第二個(gè)密碼詞假定值關(guān)聯(lián)的上述的密碼詞的第二個(gè)條件性最優(yōu)序列N-1的步驟。
5.如權(quán)利要求4的方法，其特征在于，比較步驟包括確定與上述第一個(gè)條件性最優(yōu)序列關(guān)聯(lián)的第一個(gè)錯(cuò)誤的步驟，和確定與上述第二個(gè)條件性最優(yōu)序列關(guān)聯(lián)的第二個(gè)錯(cuò)誤的步驟，以及比較上述第一個(gè)和上述第二個(gè)錯(cuò)誤的步驟。
6.一種對(duì)包括在包含加密視頻數(shù)據(jù)的信息包里的加密參數(shù)數(shù)據(jù)解碼的設(shè)備，該設(shè)備包括確定上述加密參數(shù)數(shù)據(jù)的比特長(zhǎng)L的裝置；根據(jù)誤差單位標(biāo)準(zhǔn)，比較待選密碼詞序列和上述加密參數(shù)數(shù)據(jù)的裝置；以及根據(jù)先定的關(guān)于上述誤差單位的標(biāo)準(zhǔn)，從上述待選序列選擇一個(gè)最優(yōu)序列的裝置。
7.如權(quán)利要求6的設(shè)備，其特征在于，上述的最優(yōu)序列共同具有等同于上述比特長(zhǎng)L的數(shù)量的比特，且可以用來對(duì)上述加密的視頻數(shù)據(jù)解碼，這里，確定上述比特長(zhǎng)度L的上述裝置包括計(jì)算第一個(gè)和第二個(gè)包括在上述信息包里的標(biāo)記之間的比特?cái)?shù)量的裝置。
8.如權(quán)利要求6的設(shè)備，其特征在于，上述比較裝置包括選擇一個(gè)首密碼詞假定值和確定上述與上述的第一個(gè)密碼詞假定值關(guān)聯(lián)的第一個(gè)條件性最優(yōu)序列N-1的裝置。
9.如權(quán)利要求8的設(shè)備，其特征在于，上述比較裝置包括選擇第二個(gè)密碼詞假定值和確定與上述的第二個(gè)密碼詞假定值關(guān)聯(lián)的第二個(gè)條件性最優(yōu)序列N-1的裝置。
10.如權(quán)利要求9的設(shè)備，其特征在于，上述比較裝置包括確定與上述的第一個(gè)條件性最優(yōu)序列相關(guān)的第一個(gè)錯(cuò)誤以及與上述的第二個(gè)條件性最優(yōu)序列相關(guān)的第二個(gè)錯(cuò)誤的裝置；以及將第一個(gè)和第二個(gè)錯(cuò)誤比較的裝置。
11.一種對(duì)包含有本身具有加密視頻數(shù)據(jù)的宏批量的信息包進(jìn)行解碼的解碼器，其中，上述信息包包括加密參數(shù)數(shù)據(jù)，上述解碼器包括確定加密參數(shù)數(shù)據(jù)的比特長(zhǎng)度L的裝置；根據(jù)誤差單位標(biāo)準(zhǔn)，比較待選的密碼詞序列和上述加密的參數(shù)數(shù)據(jù)的裝置；在上述待選的序列中，根據(jù)預(yù)設(shè)的和上述誤差標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，選擇最優(yōu)序列的裝置；運(yùn)用上述最優(yōu)序列對(duì)上述的宏批量加視頻數(shù)據(jù)解碼的解碼單元。
12.如權(quán)利要求11的解碼器，其特征在于，上述的最優(yōu)序列共同具有等同于上述比特長(zhǎng)L的數(shù)量的比特，且可以用來對(duì)上述加密的宏批量視頻數(shù)據(jù)解碼，這里，確定上述比特長(zhǎng)度L的上述裝置包括計(jì)算第一個(gè)和第二個(gè)包括在上述信息包里的標(biāo)記之間的比特?cái)?shù)量的裝置。
13.如權(quán)利要求11的解碼器，其特征在于，上述比較裝置包括選擇第一個(gè)密碼詞假定值的裝置，和確定與上述的第一個(gè)密碼詞假定值相關(guān)的第一個(gè)條件性最優(yōu)序列N-1的裝置。
全文摘要
在此披露的是一種對(duì)包含加密視頻數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)包內(nèi)的加密參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行解密的方法和設(shè)備,該加密視頻數(shù)據(jù)是在易于出現(xiàn)故障的傳輸通道內(nèi)傳送的。該方法考慮的是如何確定加密參數(shù)數(shù)據(jù)的比特長(zhǎng)度L。然后,被選中的密碼序列根據(jù)事先確定的誤差指數(shù)與加密參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。根據(jù)與誤差指數(shù)相關(guān)的事先定義的標(biāo)準(zhǔn)從待選序列中選出經(jīng)過改進(jìn)的序列。所有改進(jìn)后的序列具有對(duì)等于比特長(zhǎng)度L的一系列比特,并且可以用于對(duì)加密的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼。
文檔編號(hào)H04N7/64GK1342371SQ00804653
公開日2002年3月27日 申請(qǐng)日期2000年1月7日 優(yōu)先權(quán)日1999年1月7日
發(fā)明者溫江濤 申請(qǐng)人:波維達(dá)公司