專利名稱：用于視頻的未壓縮無線傳輸?shù)难b置和方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及未壓縮視頻經(jīng)由無線鏈路的傳輸。更具體而言，本發(fā)明涉
及利用將圖像變換系數(shù)直接映射到傳輸符號而實現(xiàn)的未壓縮HDTV視頻經(jīng) 由無線鏈路的低延遲及低緩沖的傳輸。
背景技術(shù)：
許多家庭中，通過在屋里固定位置的機頂盒上的電纜或衛(wèi)星鏈路來接 收電視和/或視頻信號。在很多情況下，希望將顯示屏放在一個距離機頂盒 有幾米遠的位置上。當使用等離子的平板顯示器或者液晶顯示器(LCD)電視 被掛在墻上時，這一趨勢越來越普遍?；趯徝涝蚝?或安裝方便，通常 不希望通過電纜將顯示屏連接到機頂盒。因此，最好是從機頂盒到顯示屏 進行視頻信號的無線傳輸。類似的，可能希望將計算機、游戲控制器、VCR、 DVD或用于生成在顯示屏上顯示的圖像的其他視頻源遠離顯示屏。
通常，在機頂盒接收的數(shù)據(jù)根據(jù)例如運動圖像專家組(MPEG)格式壓 縮，并由機頂盒解壓為高質(zhì)量原始視頻信號。原始視頻信號可以是模擬格 式或數(shù)字格式的，如數(shù)字視頻接口(DVI)格式或高清晰多媒體接口(HDMI) 格式。這些數(shù)字格式通常具有高達約每條1.5G比特(Gbps)的高清晰電視 (HDTV)數(shù)據(jù)速率。
在家庭中的無線近距離傳輸可以在2.4GHz左右或5GHz左右免授權(quán)頻 帶(例如，在美國為5.15-5.85GHz波段)上實現(xiàn)。這些頻帶目前被無線局域網(wǎng) (WLAN)使用，在無線局域網(wǎng)中，802.11 WiFi標準允許的最大數(shù)據(jù)速率為 11Mbps (802.11b)，或54Mbps(對于20MHz帶寬和802.11g/802.11a標準)。 使用新興的多路輸入多路輸出技術(shù)，新興的802.11n標準的數(shù)據(jù)速率在使用 20MHz頻帶時能增加到超過200Mbps，在使用40MHz頻帶時能翻倍。另一 選擇是使用超寬帶(UWB)，其聲稱可提供100-400Mbps。因為現(xiàn)有數(shù)據(jù)速率低于未壓縮HDTV視頻必需的1.5Gbps，因此必要 時，通常需要對視頻進行再壓縮以無線傳輸。已知的高效視頻壓縮方法， 例如那些壓縮因子超過1:30的方法需要非常復雜的硬件來實現(xiàn)壓縮。這在 家庭應用中通常不太實用。這些壓縮方法通常使用例如小波、離散余弦變 換(DCT)或傅立葉變換，將圖像變換到一個不同的域，然后在該域中執(zhí)行壓 縮。這些變換通常對數(shù)據(jù)進行去相關(guān)以便有效地壓縮。轉(zhuǎn)讓給共同申請人 并以引用的方式全部并入此文的、題為"奶'"/^s 7Vamm/M/ow o/77^// 2皿/^^/eo"的PCT申請IL/2004/000779，示出了一種傳輸視頻圖像的方 法。該方法包括提供高清晰視頻；使用圖像域壓縮方法來壓縮視頻，在 該方法中，基于像素相鄰性對每個像素進行編碼；并且經(jīng)由衰減傳輸信道 傳輸經(jīng)壓縮的視頻。
在Obrador的美國專利公開2003/002582中，描述了一種使用聯(lián)合信源 信道編碼(JSCC)進行編碼的圖像無線傳輸。所傳輸?shù)膱D像被分解為多個不 同頻率的子頻帶。首先發(fā)送具有最低分辨率的圖像和相應的邊界系數(shù)，然 后傳輸具有較高分辨率的圖像和邊界系數(shù)。 一種典型的JSCC將信道編碼技 術(shù)應用到信源編碼系數(shù)，為比較重要的(即低頻的)系數(shù)提供更多保障，給不 太重要的(即高頻的)系數(shù)提供較少保障。另一種JSCC技術(shù)由Ramstad提出， 擁P威科技大學(2003年7月)的"7T e wam'age 。/Sw^a"c/ Co&"g OFZ)Af rra似顯'w/o"",該技術(shù)將信源(如圖像)的子頻帶編碼與OFDM調(diào)制相結(jié)合。
在數(shù)字傳輸方法中，以符號的形式傳輸信號。每個符號能夠具有預定 數(shù)量的可能值之一。每個符號的可能值的集合被稱作一個星座 (constellation),每個可能值被稱作一個星座點。鄰近點之間的距離影響對噪 聲的抗干擾性。噪聲造成接收的不是預期的點而是其他點，因此符號可能 被錯誤解釋。在正交頻分復用(OFDM)通信方案中，符號由多個塊(bin)，如 64,128或256個塊組成，在頻率域中，每個符號的每個塊由二維星座組成。 眾所周知，在現(xiàn)有技術(shù)中不推薦使用一些可用的塊。通常，這是一些位于 傳輸頻帶末端的塊。通常，例如在802.11a/g中，不使用64個可用信道中 的約16個，因此降低了頻帶的效率。
由Loheit等人提交的申請?zhí)枮?004/0196920和2004/0196404的美國專 利申請中，提出了另一種經(jīng)由無線鏈路傳輸HDTV的方案。該討論方案經(jīng)
16由無線RF鏈路發(fā)送和接收未壓縮的HDTV信號，該無線RF鏈路包括一個 時鐘用來提供同步于未壓縮HDTV信號的時鐘信號。這個方案還包括連接 到該時鐘的數(shù)據(jù)再生模塊，其提供來自未壓縮HDTV信號的再生數(shù)據(jù)流。 解復用器利用時鐘信號將再生數(shù)據(jù)流解復用為I數(shù)據(jù)流和Q數(shù)據(jù)流。連接 到解復用器的調(diào)制器用I數(shù)據(jù)流和Q數(shù)據(jù)流對載波進行調(diào)制。根據(jù)Lohdt 等人的申請，該RF鏈路工作在從18 GHz —直到110 GHz的各種頻帶上， 因此需要復雜且更為昂貴的發(fā)射機和接收機。
由于現(xiàn)有技術(shù)的各種限制，將會有益的是，提供一種方案，其能夠進 行可靠的HDTV流無線傳輸，同時了避免對于過分的或復雜的壓縮或者復 雜的硬件實現(xiàn)的需求。尤其是，這將有益于避免這種壓縮即，其依賴于 具有用于達到傳輸應用中所需的巨大數(shù)據(jù)量所必需的壓縮等級的幀緩沖 器，所述應用例如為HDTV數(shù)據(jù)流的無線傳輸。將更為有益于的是，避免 使用超高頻來實現(xiàn)HDTV數(shù)據(jù)流的無線傳輸?shù)哪康?。如果上述系統(tǒng)不在視 頻傳輸中插入延遲，將會是更為有益的。如果實現(xiàn)對傳輸頻帶的更有效利 用從而允許更多信息的傳輸，將會是更為有益的。

發(fā)明內(nèi)容
一種用于未壓縮HDTV視頻的無線傳輸?shù)难b置和方法，克服了經(jīng)由無 線鏈路發(fā)送大量信息的困難。這是通過將視頻分量(如Y-Cr-Cb分量)的變換 系數(shù)直接映射到諸如OFDM符號之類的通信符號上來實現(xiàn)的。使用例如 QPSK或QAM，以粗略的數(shù)字表示的形式發(fā)送重要變換系數(shù)的主要部分， 例如表示每個視頻分量較低頻率的系數(shù)的最高有效位，^P別是其DC和近 DC分量的量化值。將表示每個視頻分量較高頻率的系數(shù)以及DC和近DC 分量的量化誤差值或者其一些可能的非線性變換，作為復數(shù)的實部和虛部 對來發(fā)送，其中該復數(shù)包括在精細粒度星座中的點。因此本發(fā)明提供了一 種對發(fā)射機和接收機對的低延遲和低緩沖的實J見。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的編碼系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明，示出了 8x8像素去相關(guān)變換、系數(shù)的分組、以及 映射到粗略符號表示和精細符號表示上的操作的原理圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明中所述的實施例，示出了從8x8像素轉(zhuǎn)換的每個變 換的Y、 Cr和Cb中所選出的系數(shù)數(shù)量的表格。
圖4是描述本發(fā)明原理的流程圖。
圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明，處理HDTV視頻以利用OFDM方案進行無 線傳輸。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的編碼系統(tǒng)的詳細結(jié)構(gòu)圖。
圖7是根據(jù)本發(fā)明的編碼系統(tǒng)的位處理單元的結(jié)構(gòu)圖。
圖8是根據(jù)本發(fā)明的能夠接收所發(fā)送的視頻流的接收機的結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式
本發(fā)明試圖克服現(xiàn)有技術(shù)方案的不足，其提供一方案允許使用諸如 OFDM方案的符號之類的傳輸符號經(jīng)由無線鏈路來傳輸諸如高清晰電視 (HDTV)視頻之類的視頻。具體而言，發(fā)明人意識到可以將像素塊的系數(shù)或 者其中一部分，在去相關(guān)變換之后直接映射到傳輸符號上。執(zhí)行去相關(guān)的 目的是最小化系數(shù)能量，但是不會損害可用的自由度數(shù)量。例如，對視頻 的每一個Y、 Cr和Cb分量的像素塊執(zhí)行離散余弦變換(DCT)。 Y分量提供 了像素的亮度，而Cr和Cb分量了提供色差信息，或者稱為色度。在優(yōu)選 實施例中，根據(jù)本發(fā)明傳輸所有的系數(shù)。在本發(fā)明的另一實施例中，僅有 一部分系數(shù)是用于傳輸目的，因此避開了特高空間頻率系數(shù)并保留了較低 空間頻率系數(shù)。值得注意的，為了無線傳輸而保留的Y相關(guān)系數(shù)多于其他 兩個分量的系數(shù)，因為與色度相比，人眼對亮度更敏感。不限于而僅出于 舉例的目的， 一種比率是對于每個Cr和Cb分量使用關(guān)于Y分量的至少3 個系數(shù)，如3:1:1的比率。然而，不背離本發(fā)明精神的情況下，也可以使用 其他比率。因此，根據(jù)本發(fā)明，將重點放在DC和近DC系數(shù)而不是表示較 高頻率的系數(shù)，而且與關(guān)于色度的系數(shù)相比，關(guān)于亮度的系數(shù)接受優(yōu)選處 理。與JPEG和MPEG這樣的壓縮技術(shù)不同，本發(fā)明還經(jīng)由傳輸信道發(fā)送 量化誤差信息，從而實現(xiàn)了視頻幀的重建，并且提供對視頻尤其是高清晰 視頻的經(jīng)由有線或無線傳輸信道的基本上未壓縮的傳輸。根據(jù)本發(fā)明，以粗略方式(有時被稱作數(shù)字方式)來表示具有較大值的
DC系數(shù)或DC鄰近系數(shù)，艮卩，一部分DC值被表示為符號的多個星座點之 一。根據(jù)本發(fā)明，這是通過這些值執(zhí)行量化并映射經(jīng)量化的值來實現(xiàn)的。 將較高頻率系數(shù)以及主要部分被粗略表示的DC和DC鄰近成分的量化誤差 分組為多個對，將每個對定位在一個點上，作為復數(shù)的實值和虛值，這提 供了精細粒度的(幾乎模擬的)值，其在極端精細度的情況下提供了對這些值 的連續(xù)表示。
可任選地，對包括所述復數(shù)在內(nèi)的這些值中任何一個執(zhí)行非線性變換， 其被稱為壓縮擴展(companding)。壓縮擴展是對一個值進行的非線性變換。 公用的壓縮擴展函數(shù)是對數(shù)的，例如A律和p律。在表示相應的值時，使 用這些技術(shù)有效地提供了較好的動態(tài)范圍和較好的信噪比。在優(yōu)選實施例 中，可使用如下壓縮擴展函數(shù)
/o)=a *牟(x) * 7i^]
其中，x是系數(shù)的值，ct是一個因子，其被設計為保持f(x)的能量與x 的能量相同。
另一種可能的映射允許將多個數(shù)值映射到較少數(shù)量的值上，因而可以 節(jié)約傳輸帶寬。例如，將兩個數(shù)映射到一個數(shù)上，或者將三個數(shù)映射到兩 個數(shù)上，等等。雖然在重建原始值時插入了特定失真，但是其優(yōu)點在于能 夠在有限的可用帶寬上同樣發(fā)送較低重要性的數(shù)據(jù)。因此，在一個示例中，
兩個數(shù)，如X,和X2，會被一個函數(shù)所變換，生成單個值f(X,， X2)， f(Xl， X2)
進而與一個因子a相乘，該因子a被設計為保持映射之后的能量與映射之 前相同，如示
a2E(f^x,，X2:)"E(x'2) + E(X22)
其中，a是設計為保持f(Xp X2)的能量與Xi和X2的混合能量相同的因
子。在本發(fā)明的一個實施例中，可以對所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行加密。
與MPEG等不同，此處公開的本發(fā)明允許保留去相關(guān)變換的所有系數(shù)。 因此，在接收機端的重建更精確，因為有更多的信息可用于該重建。此外， 根據(jù)本發(fā)明，可能使用傳輸信道的子信道(通常是避免的)，以提供必要的邊 緣或避免干擾問題，從而實現(xiàn)了傳輸那些接收較小表示的系數(shù)值的目的。 通過經(jīng)由通常不使用的子信道或子頻帶傳輸根據(jù)本發(fā)明所確定的較低重要性的值，有效地增加了可用傳輸帶寬。此外，使用上文所述的方法可以將 一些值壓縮在一起。
如上所述生成的所有粗略和精細星座的星座點被排列為一系列復數(shù)， 其被調(diào)制用于傳輸。在無線通信的優(yōu)選實施例中，使用正交頻分調(diào)制
(OFDM)，但本發(fā)明并不局限于此。在OFDM通信方案中，符號由多個區(qū)(bin) 組成，在頻域中，每個符號的每個區(qū)由一個二維星座(復數(shù))組成。帶寬為W 的通信系統(tǒng)具有2W的自由度。如果頻譜效率p低于100%，則自由度數(shù)量 為每秒2Wp。因為每個復數(shù)包含兩個自由度，因此能夠傳輸?shù)膹蛿?shù)的數(shù)量 為pW。通過使用多個傳輸天線，提高了特定帶寬的傳輸速率，其中，多個 傳輸天線需要多個接收天線，艮卩，多路輸入多路輸出(MIMO)系統(tǒng)。
以下詳細描述了本發(fā)明的原理。盡管所描述的發(fā)明是關(guān)于牛寺定實施例 以及相應附圖的，但是這并非意欲限制本發(fā)明的范圍，其目的僅僅是為了 提供示例。
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的、用于直接符號編碼的系統(tǒng)100的一個典型 的和非限定性的結(jié)構(gòu)圖。系統(tǒng)100接收視頻信號(如HDTV視頻信號)的紅-綠-藍(RGB)分量。在顏色轉(zhuǎn)換單元110中，將該RGB流轉(zhuǎn)換為亮度分量Y 和兩個色差分量Cr和Cb。對本領域普通技術(shù)人員而言，這種轉(zhuǎn)換是公知 的。在本發(fā)明的一個實施例中，視頻從Y-Cr-Cb視頻信號開始，在這種情 況下，不需要顏色轉(zhuǎn)換單元110。提供Y-Cr-Cb分量至變換單元120，在變 換單元120中對關(guān)于三個分量中每一個的像素塊執(zhí)行去相關(guān)變換。在本發(fā) 明的一個實施例中，單元120對像素塊執(zhí)行DCT。 一個像素塊可包含64個 像素，排列成8x8格式，如圖2所示。變換單元120可包含單個子單元， 用以執(zhí)行所希望的變換，例如DCT，處理對于每個Y-Cr-Cb分量的整個視 頻幀所有像素塊的轉(zhuǎn)換。在另一實施例中，對每一個Y-Cr-Cb分量使用專 門的變換子單元，從而提高了系統(tǒng)性能。在再另一實施例中，使用多個子 單元，從而對每一個Y-Cr-Cb分量使用能夠?qū)ο袼貕K執(zhí)行所希望的變換的 兩個或更多這種子單元，從而進一步提高了系統(tǒng)性能。變換單元120的輸 出為一系列系數(shù)，其被提供給映射器130。映射器130從每個Y-Cr-Cb分量 中選出要經(jīng)由無線鏈路傳輸?shù)哪切┫禂?shù)。映射器30還將要發(fā)送的系數(shù)映射 到傳輸符號，例如，正交頻分復用(OFDM)方案的符號，根據(jù)圖4對過程進
20行了詳細描述。然后，用改進的OFDM發(fā)射機140發(fā)送所述符號，該發(fā)射 機140處理具有混合的粗略和精細星座值的符號的混合特性，如根據(jù)圖2 所作的詳細說明。在本發(fā)明的一個實施例中，改進的OFDM發(fā)射機140連 接至多個天線，目的是支持多路輸入多路輸出(MIMO)傳輸方案，從而提高 了有效帶寬和傳輸可靠性。本領域技術(shù)人員進一步意識到，用于接收包含 有根據(jù)本發(fā)明而發(fā)送的符號的無線信號的接收機，例如圖8所示的接收機， 必須能夠檢測所發(fā)送符號的粗略表示和精細表示，重建各個系數(shù)，并執(zhí)行 逆變換以重建Y-Cr-Cb分量。然而，因為沒有幀到幀的壓縮，所以系統(tǒng)中 不需要幀緩存器。因為所述映射和變換是快速的且是對較小的塊進行處理， 而不必考慮圖像中的較大局域的相關(guān)性和幀與幀之間的相關(guān)性，所以在實 際中幾乎沒有與此處所述的操作相關(guān)的延遲，此外，在幀處理中僅需保持 有限數(shù)量的線。接下來詳細討論接收機的組成。
根據(jù)本發(fā)明，對視頻的每個Y-Cr-Cb分量的像素塊(如8x8像素)執(zhí)行去 相關(guān)變換，例如DCT。作為對塊(如圖2所示的塊210)進行變換的結(jié)果，生 成了二維系數(shù)矩陣220。區(qū)域222中靠近原點的系數(shù)通常是每個Y-Cr-Cb分 量的低頻和DC部分，如系數(shù)222-i。較高頻率的系數(shù)可在區(qū)域224中找到， 如系數(shù)224-i、 224-j和224-k,通常其量級比DC分量小很多，例如比DC 分量的幅度的一半還小。在標為226的區(qū)域中，甚至可以找到更高的頻率。 發(fā)明人指出，為了保持必要的未壓縮視頻，可以對于每一個Y-O-Cb分量 去除區(qū)域226中的高頻系數(shù)。根據(jù)特定實現(xiàn)中所能夠發(fā)送的系數(shù)數(shù)量，區(qū) 域226可以大一些或小一些。優(yōu)選地，將DC系數(shù)的主要部分(如系數(shù)222-i 的最高有效位)映射到多個星座點之一，例如在星座圖230所示。星座圖可 以是4QAM(QPSK)、 16QAM或其他適當?shù)念愋?。因為星座圖230中示出了 四個星座點231到234，因此在這個實施例中講解4QAM實現(xiàn)，并且將每 一個星座點分別映射到從00到11的數(shù)字值上。系數(shù)222-i的量化值根據(jù)其 具體的值而被映射到一個這樣的星座點上。這種映射被看作是數(shù)字值映射。
然而，這個粗略表示同樣可能包含量化誤差，或換句話說，是與原始 值和該粗略表示所表示的值之間的差相對應的值。該誤差主要是與被量化 的較高重要性的系數(shù)值的最低有效位相對應?？梢詫⒘炕`差值以及未以 粗略方式表示的系數(shù)(即與區(qū)域224的較高頻率相關(guān)的系數(shù))映射為星座點240-i的一部分，例如作為組成符號240-i的復數(shù)的實部。對所述較高頻率 的系數(shù)進行配對，并且將每一個對映射到星座點上，作為復數(shù)的實部和虛 部。例如，可以將系數(shù)224-i和224-j映射到星座點240-j的虛部和實部上。 這使得可以利用星座映射中的任何可用點進行有效的連續(xù)表示，或者提供 精細的星座。這種映射被看作是連續(xù)值映射。
如上所述，能夠接收此處公開的符號流的接收機，諸如圖8所示的接 收機，應當能夠根據(jù)所發(fā)送符號重新組成所述系數(shù)，這在后面會詳細討論。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用連續(xù)表示的MIMO和連續(xù)表示的OFDM的發(fā)明提供 了多個優(yōu)勢。具體而言，接收所發(fā)送視頻流的精細值只需要簡單明了的代 數(shù)計算。即使是出現(xiàn)一些誤差，對視頻流質(zhì)量的影響也是有限的，且通常 不易察覺。通過對比，發(fā)送純數(shù)據(jù)(包括以數(shù)據(jù)形式而不是以本發(fā)明所公開 的方式所發(fā)送的視頻)的MIMO和/或OFDM系統(tǒng)需要大的多的計算能力和 更多的帶寬，通常不易實現(xiàn)，并且視頻質(zhì)量對誤差更敏感。
圖3給出了一個典型參考，其中，假設了一個8x8的系數(shù)矩陣，并且 因此每個Y-Cr-Cb分量都具有64個系數(shù)。然而，由于上述原因，通常經(jīng)由 無線鏈路發(fā)送Y分量的28-64個系數(shù)和每個Cr與Cb分量的12-64個系數(shù)。 系數(shù)的準確數(shù)量可以基于OFDM符號的可用數(shù)量來確定，其中，OFDM符 號的每個區(qū)具有兩個自由度，可用于無線傳輸且具有期望的無線傳輸可靠 性等級。20MHz的OFDM信道允許每秒最多20M個復數(shù)，20M個實部和 20M個虛部，即每秒40M個自由度。在有效地擴展了可用帶寬的MMO中， 可以利用具有四個傳輸天線、四個這種20 MHz OFDM信道的系統(tǒng)，因此 理論上，最高可達每秒160M的數(shù)或自由度。在實際中，全頻譜效率是無法 實現(xiàn)的。由于此處所披露的技術(shù)，所述解決方案的頻譜效率通常為~75%， 因此，在所討論的實例中，每個傳輸信道可以每秒傳送大約30M的自由度 或者總共120M的自由度。根據(jù)本發(fā)明，其中一些信道用作傳輸粗略表示， 其余的傳輸精細表示。對比較重要的系數(shù)提供更多的自由度，而對不太重 要的系數(shù)甚至其量化誤差提供較少的自由度。在一個典型的HDTV視頻傳 輸中，單個幀包含在大約1200個與256個區(qū)相對應的OFDM符號中，并且 其包含的信息大約為14,400個8x8的像素塊。使用40 MHz帶寬的信道將 可以發(fā)送兩倍數(shù)量的系數(shù)，因此系數(shù)越多則越準確，例如，通過在傳輸過程中對具有較高重要性的粗略信息進行重復，能夠以更加魯棒的方式發(fā)送
該信息。
圖4顯示了用于描述本發(fā)明的核心原理的總流程圖400。在S410中， 對視頻流進行去相關(guān)變換。作為結(jié)果，提供了描述原始視頻流的各個分量 的多個系數(shù)。在S420中，為根據(jù)本發(fā)明的傳輸中的粗略表示選擇DC和 DC鄰近系數(shù)。在S430中，執(zhí)行對粗略表示的量化，在S440中，根據(jù)本發(fā) 明，將經(jīng)量化的粗略表示映射到符號上。在S450中，根據(jù)本發(fā)明，準備精 細表示，其包括來自S430中量化操作的量化誤差值以及S420中未選擇的 剩余系數(shù)，從而形成了傳輸中的精細表示。在本發(fā)明的一個實施例中，對 于精細表示流，僅選擇較高頻率系數(shù)中的一部分來使用。而在本發(fā)明的另 一實施例中，對精細表示數(shù)據(jù)或其中一部分執(zhí)行非線性變換，正如上面所 詳細闡述的。在S460中，將精細表示值映射到符號的實部和虛部的對上。 最后，在S470中，根據(jù)本發(fā)明發(fā)送所生成的符號。
圖5顯示了一個典型的和非限定性的流程圖500，其根據(jù)本發(fā)明處理 HDTV視頻以使用OFDM方案進行無線傳輸。在S510中，接收RGB視頻。 在S520中，將RGB轉(zhuǎn)換為Y-Cr-Cb視頻數(shù)據(jù)流。在本發(fā)明的一個實施例 中，提供了 Y-Cr-Cb視頻，因此針對S510和S520而討論的轉(zhuǎn)換是不必要 的。在S530中，對該視頻的每一個Y-Cr-Cb分量的多個像素塊(如8xg像素 塊)中的每一個執(zhí)行去相關(guān)變換，例如DCT。作為結(jié)果，為每一個塊生成 多個系數(shù)，例如在8x8塊的情況下生成64個系數(shù)?？扇芜x地，在S540中， 對于每一個Y-Cr-Cb分量，選擇要發(fā)送的系數(shù)的數(shù)量。本領域技術(shù)人員會 意識到，在這種情況下會發(fā)生某種意義上的壓縮。然而，如果執(zhí)行該壓縮， 則是對較低的系數(shù)值進行壓縮。
S550至S570提供了關(guān)于以上圖1、 2和4所討論的映射過程的更詳細 地描述。在S550中，處理DC和DC鄰近范圍的數(shù)據(jù)。通常，它們的幅度 遠遠高于其他系數(shù)的幅度，即，他們的最高有效位(MSB)是所要發(fā)送信息的 素材，因此其形成了粗略表示。因此，對這些系數(shù)的MSB分別進行映射， 并且該映射操作不同于它們各自的最低有效位(LSB)，與之不同，LSB被稱 為是DC系數(shù)的量化誤差。例如，如果用ll位來表示系數(shù)，則將3個MSB 作為粗略表示與其他比特分離開，并作為其自己的符號發(fā)送。在一個實施例中，粗略表示在幾個符號中進行重復，以實現(xiàn)確保正確和魯棒接收的目 的，這是因為該信息的丟失對于所重建圖像的質(zhì)量是有很大影響的。具體
而言，按照上述圖2詳細闡述的，來發(fā)送粗略表示。在另一實施例中，使 用糾錯碼來確保對這些位的魯棒接收。此外，該糾錯還可是一種不等糾錯 (unequal error correction)技術(shù)，在轉(zhuǎn)讓纟合共同申i青人的、題為"An Apparatus and Method for Unequal Error Protection of Wireless Video Transmission"美國 臨時專利申請?zhí)?0/752,155中詳細描述了這種技術(shù)，通過引用方式將其可 能包含的全部有用信息并入此文。在另一實施例中，較重要的系數(shù)使用較 多的MSB表示，而其它系數(shù)則使用較少的MSB表示。具有由LSB所描述 的幅度的DC分量的LSB(如上所述)(例如ll-位的值中的8個LSB)以及其 他較高頻率系數(shù)，構(gòu)成了對系數(shù)的精細表示并且可以根據(jù)S560和S570進 行映射，正如參考以上圖2所進一步討論的?？梢詫⒚恳粚毐硎局悼?作是一個復數(shù)值的實部和虛部，該復數(shù)值建立了 OFDM方案的符號。因此， 如果在一特定的時隙中有230個可用符號可以傳輸，則就有可能會發(fā)送最 多460對的復數(shù)值的實部和虛部。然而，如上所述，約60個符號用來發(fā)送 粗略值。在S580中，使用OFDM方案經(jīng)由無線鏈路發(fā)送所述符號。使用 此處描述的步驟的全部結(jié)果是為了提供視頻信息的非常高的幀速率，例如 每秒45幀以上或者每秒0.6G比特以上，因此，實現(xiàn)了HDTV視頻的高質(zhì) 量傳輸，并且其中，視頻實質(zhì)上不壓縮。
能夠按照如下，分離被稱作粗略表示的量化值和被稱作精細表示的量 化誤差，以描述DC和其他重要變換系數(shù)。這些系數(shù)可以傳遞通過量化器， 該量化器能夠采用幾個值，比如M-2An。量化值的規(guī)格由n個位表示，其 用作MSB或上述的粗略值，而量化誤差或精細表示是原始值減去量化器所 表示的值的結(jié)果，其用作上述LSB。
本發(fā)明的一個實施例利用了導頻。 一般而言，導頻作為先驗已知信號 而在OFDM符號的一些區(qū)中發(fā)送，優(yōu)選地是來自QPSK星座中的值。這些 導頻，單獨地或者與其他導頻相結(jié)合地，在標準調(diào)制解調(diào)器中用于進行同 步、頻率、相位修正等等。導頻還幫助進行信道估計和均衡。在標準數(shù)字 調(diào)制解調(diào)器中，這些導頻與數(shù)字信息值一起實現(xiàn)了魯棒的信道估計和跟蹤， 其中，所述數(shù)字信息值是通過判定反饋而使用的，因為這些值在解碼后對
24于本領域技術(shù)人員而言是公知的。在此處所公開的本發(fā)明中，采用上述更 詳細討論的方式發(fā)送的模擬數(shù)據(jù)使得不可能利用判定反饋。因此，根據(jù)本 發(fā)明的該實施例，發(fā)送額外的導頻以確保穩(wěn)定的信道估計和跟蹤。這些導 頻現(xiàn)在被用以發(fā)送以上詳細討論的數(shù)字數(shù)據(jù)，即，通過這些導頻發(fā)送一些 變換系數(shù)的粗略值。由于發(fā)送額外的導頻信號，因此就為粗略表示的數(shù)據(jù)
提供了更多的空間。這使得精細表示數(shù)據(jù)具有改進的信噪比(SNR)，因為現(xiàn) 在要發(fā)送變換系數(shù)(如DCT系數(shù))的更多的部分。作為替換，較高重要性系 數(shù)現(xiàn)在能夠不止一次的被發(fā)送，因而提高了這種高重要性系數(shù)的抗干擾性。 圖6示出了一個系統(tǒng)的典型的和非限定性的結(jié)構(gòu)圖600，該系統(tǒng)被設計 為處理根據(jù)本發(fā)明的編碼。根據(jù)每個單元的功能和工作范圍，將基帶調(diào)制 器劃分為五個基本單元。調(diào)制器輸入包括四個信號 一個是精細數(shù)據(jù)的符 號流，其是針對處理較高重要性系數(shù)的量化誤差值與那些確定具有較低重 要性的系數(shù)而進行以上詳細討論的變換的結(jié)果。另一個是比特流，其表示 例如Y、 Cr和Cb分量的DC值的粗略部分，并且還可能是表示如以上針對 以上系數(shù)的MSB所詳細描述的一些其他分量的粗略部分。這些流由視頻編 碼器610提供。此外，還可能有音頻信號和來自調(diào)制解調(diào)控制器670的命 令信號。來自調(diào)制解調(diào)控制器670的信號包括多個控制命令以及用于控制 調(diào)制器的其他控制信號，所述多個控制命令將被傳送到接收機，例如圖8 所示的接收機。在系統(tǒng)600的一個實施例中，調(diào)制器的輸出包括多個信號， 例如四個信號，其傳遞信息至數(shù)模轉(zhuǎn)換器660。這就實現(xiàn)了如上討論的 MIMO傳輸。
圖7示出了系統(tǒng)600的位處理單元(BMU)620的一個典型和非限定性的 結(jié)構(gòu)圖。BMU620能夠?qū)?shù)據(jù)位自身執(zhí)行所有的位處理。BMU620并不處 理量化誤差，并且所有的運算都是逐位執(zhí)行的。首先，位排列單元622按 照預定順序排列音頻和粗略表示比特流并且創(chuàng)建單個比特流。在可任選編 碼單元624進行可任選編碼之后，B2S映射器626將該單個比特流的位映 射到所期望的星座上，并將其傳送到成幀單元630。成幀單元630接收該單 個比特流和精細比特流作為多個采樣流，將其組織為具有合適的報頭、導 頻等的四個采樣流。將兩個不同的數(shù)據(jù)流用導頻填充，而且可任選地，在 認為必要時使用一些其他數(shù)據(jù)，然后進行交織。在MIMO實現(xiàn)中，將該流劃分為多個流，例如四個流，每一個對應一個MIMO發(fā)射機。頻域單元(FDU) 640從成幀單元530得到其輸入。根據(jù)本發(fā)明，成幀單元630創(chuàng)建符號流， 從而使得每個符號都是一個復數(shù)，如上文所述，該復數(shù)表示二維空間中的 一個點。成幀單元630還包括快速傅立葉反變換(IFFT)操作，將所得到的信 號饋送至時域單元(TDU) 650，其對該信號進行特定整形，然后在數(shù)模轉(zhuǎn)換 器(DAC)660中將該信號轉(zhuǎn)換為模擬信號。
在本發(fā)明的一個實施例中，DAC 660可以工作在40 MHz的采樣速率 上，或者甚至更高的頻率，例如80或160MHz。所期望的位數(shù)可以使用下 述假設來估計大約每比特6dB的量化噪聲，信號的峰均比(PAR) 14dB， 所期望的誤碼率(BER)和特定星座的符號SNR 22dB，安全邊界 6dB?？偟?來說，至少需要七位，然而，為求保險，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的限制，推薦使用 IO位或甚至12位的DAC。
圖8示出了一個典型的和非限定性的接收機800，其適于接收根據(jù)本發(fā) 明而傳輸?shù)男盘枴＝庹{(diào)器810適于接收根據(jù)本發(fā)明而傳輸?shù)姆?，如OFDM 符號。例如，通過接收從多個天線815所接收的無線傳輸，來執(zhí)行所述接 收。通常，在MIMO系統(tǒng)中，接收機至少具有超過發(fā)射機所使用的信道或 天線數(shù)量一個以上的天線。解調(diào)器810接收來自天線815并且被單元812 根據(jù)線性濾波理論的原理所處理的信號，并且還將所接收的流分離成相應 的粗略流和精細流。作為替換，利用諸如球形解碼之類的MIMO解碼方法 直接對粗略數(shù)據(jù)進行解碼，而根據(jù)線性濾波理論來處理精細數(shù)據(jù)。利用解 壓縮擴展單元814來處理精細流，解壓縮擴展單元814使所接收的數(shù)據(jù)線 性化，并產(chǎn)生精細流數(shù)據(jù)。根據(jù)標準數(shù)字調(diào)制技術(shù)工作的數(shù)字解調(diào)器816 處理粗略流，生成粗略流數(shù)據(jù)。解調(diào)器提供所檢測OFDM符號的粗略流和 精細流，然后單元820通過適當?shù)貙ζ溥M行重建而將其轉(zhuǎn)換為系數(shù)。具體 而言，將量化誤差信息加到各個粗略值上，以重建DC和近DC分量。其他 精細值構(gòu)建了高頻系數(shù)?，F(xiàn)在將重建的系數(shù)提供給逆變換單元830，逆變換 單元830生成視頻傳輸?shù)腨、 Cr和Cb分量。如有必要，顏色轉(zhuǎn)換單元840 進一步將亮度和色度輸入轉(zhuǎn)換為標準的RGB輸出。為了簡化起見，并未示 出諸如用于克服信道失真并實現(xiàn)準確接收的判定反饋均衡化、信道跟蹤、 定時和載波跟蹤以及其他組件之類的元件，然而，這是任何可運轉(zhuǎn)的OFDM接收機的部件，在現(xiàn)有技術(shù)中是公知的，因此看作是接收機的部件。此外，
接收機800還能夠接收導頻信號，并將它們解釋為包含數(shù)據(jù)。在轉(zhuǎn)讓給共 同申請人的題為"Use of Pilot Symbols for Data Transmission in Uncompressed, Wireless Transmission of Video "美國臨時專禾ll申請?zhí)?60/758060中詳細描述了這種能力，因此通過引用其可能包含的全部有用信 息將其并入此文。
盡管此處參考包括優(yōu)選實施例在內(nèi)的幾個實施例描述了本發(fā)明，但是 本領域技術(shù)人員很容易意識到，在不脫離本申請的精神和范圍的情況下， 其他應用可以替代在此所述的實施例，包括但不限于在有線介質(zhì)上的根據(jù) 本發(fā)明的傳輸。此外，本發(fā)明還可以采用硬件、軟件、固件或其任何結(jié)合 來實現(xiàn)。因此，本發(fā)明應該僅由附帶的權(quán)利要求來限定。實施例可以包括 包含多個指令的計算機軟件產(chǎn)品，所述指令在被執(zhí)fi^時包含了本發(fā)明的內(nèi) 容。
權(quán)利要求
1. 用于在基本上無延遲的情況下傳輸基本上未壓縮的高清晰視頻信號的裝置，包括用于接收未壓縮視頻信號分量的單元；用于對所述未壓縮視頻信號分量執(zhí)行去相關(guān)變換以提供多個系數(shù)的單元；以及用于將每個所述系數(shù)映射到傳輸符號上的單元。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，所述傳輸包括無線傳輸
3.如權(quán)利要求l所述的裝置，進一步包括 用于去除所述變換的系數(shù)中的一部分的單元。
4. 如權(quán)利要求3所述的裝置，所述用于去除所述變換的系數(shù)中的一部 分的單元進一步包括用于不依賴于所述高清晰視頻信號的先前幀而執(zhí)行 所述去除的單元。
5. 如權(quán)利要求l所述的裝置，所述高清晰視頻信號的所述傳輸包括低 緩沖的傳輸。
6. 如權(quán)利要求1所述的裝置，所述去相關(guān)變換包括: 離散余弦變換(DCT)。
7. 如權(quán)利要求1所述的裝置，所述傳輸符號包括 正交頻分復用(OFDM)傳輸方案的符號。
8. 如權(quán)利要求7所述的裝置，進一步包括 OFDM發(fā)射機，用于發(fā)送所述變換的系數(shù)。
9. 如權(quán)利要求8所述的裝置，所述OFDM發(fā)射機包括用于經(jīng)由多路輸 入多路輸出(MIMO)鏈路進行發(fā)送的單元。
10. 如權(quán)利要求1所述的裝置，所述未壓縮分量包括包含有亮度信號 和色差信號的分量數(shù)字格式。
11. 如權(quán)利要求10所述的裝置，進一步包括用于將所述高清晰視頻信號的顏色空間轉(zhuǎn)換為所述分量數(shù)字格式的單元。
12. 如權(quán)利要求3所述的裝置，所述用于去除所述變換的系數(shù)中的一部分的單元包括用于僅去除一定數(shù)量的所述系數(shù)的單元，所述去除足以維持所述高清晰視頻信號的基本上未壓縮的無線傳^r。
13. 如權(quán)利要求12所述的裝置，所述用于去除所述變換的系數(shù)的單元 將關(guān)于所述高清晰視頻信號的亮度信號的總共64個系數(shù)剩下45至64個。
14. 如權(quán)利要求12所述的裝置，所述用于去除所述變換的系數(shù)中的一 部分的單元將關(guān)于所述高清晰視頻信號的色差信號的總共64個系數(shù)剩下12 至64個。
15. 如權(quán)利要求l所述的裝置，所述用于映射的單元進一步包括 用于將所述多個系數(shù)分離為包含表示低頻的系數(shù)的第一組和包含表示高頻的系數(shù)的第二組的單元。
16. 如權(quán)利要求15所述的裝置，進一步包括量化單元，用于從所述第一組生成粗略值。
17. 如權(quán)利要求16所述的裝置，進一步包括用于將粗略值映射到符號的多個星座點之一上的單元。
18. 如權(quán)利要求17所述的裝置，進一步包括 用于生成除標準導頻信號之外的額外導頻信號的單元；以及用于使用至少一個所述額外導頻信號來發(fā)送所述粗略值之一 的單元。
19. 如權(quán)利要求15所述的裝置，進一步包括 用于從所述第一組生成量化誤差值的單元；用于將所述量化誤差值和所述表示高頻的系數(shù)表示為符號的多個復數(shù) 值的單元，其中，每個復數(shù)值包括第一值和第二值兩者，所述第一值和第 二值都來自所述量化誤差值和所述表示高頻的系數(shù)，其中，所述第一值被 表示為復數(shù)值的實部，所述第二值被表示為所述復數(shù)值的虛部。
20. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述高清晰視頻信號具有至少 每秒45幀的傳輸速率。
21. 如權(quán)利要求1所述的裝置，所述高清晰視頻信號具有每秒100M比 特以上的未壓縮數(shù)據(jù)速率。
22. 如權(quán)利要求1所述的裝置，所述高清晰視頻信號具有的未壓縮數(shù) 據(jù)速率高于每秒0.6G比特。
23. 如權(quán)利要求l所述的裝置，所述用于執(zhí)行去相關(guān)變換的單元包括: 用于處理所述高清晰視頻信號的像素塊的單元。
24. 如權(quán)利要求23所述的裝置，所述像素塊包括8x8像素矩陣。
25. 如權(quán)利要求23所述的裝置，所述用于執(zhí)行去相關(guān)變換的單元包括: 用于并行處理所述高清晰視頻信號的多個像素塊的單元。
26. 如權(quán)利要求l所述的裝置，包括用于對視頻信號的幀中所有t個像素執(zhí)行所述去相關(guān)變換的單元。
27. 如權(quán)利要求1所述的裝置，進一步包括 用于對至少一個所述系數(shù)執(zhí)行非線性變換的單元。
28. 如權(quán)利要求28所述的裝置，所述用于執(zhí)行非線性變換的單元包括:用于將系數(shù)的非線性函數(shù)的能量調(diào)整為在所述非線性變換之前所述系數(shù)的 能量的單元。
29. —種用于傳輸基本上未壓縮的高清晰視頻信號的方法，包括以下步驟接收所述高清晰視頻信號的未壓縮分量；對所述未壓縮視頻信號分量執(zhí)行去相關(guān)變換，以提供多個系數(shù)；并且 將每個所述系數(shù)映射到傳輸符號上。
30. 如權(quán)利要求29所述的方法，進一步包括步驟經(jīng)由無線鏈路和有線鏈路中的任一種鏈路來發(fā)送所述傳輸符號。
31. 如權(quán)利要求29所述的方法，所述去除所述系數(shù)中一部分的步驟的 執(zhí)行不依賴于所述高清晰視頻信號的先前幀。
32. 如權(quán)利要求29所述的方法，所述去相關(guān)變換包括離散余弦變換 (DCT)。
33. 如權(quán)利要求29所述的方法，所述傳輸符號包括正交頻分復用 (OFDM)傳輸方案的符號。
34.如權(quán)利要求29所述的方法，進一步包括步驟 將所述高清晰視頻信號的顏色空間轉(zhuǎn)換為分量數(shù)字格式。34. 如權(quán)利要求29所述的方法，進一步包括步驟 使用OFDM發(fā)射機來發(fā)送符號流。
35. 如權(quán)利要求34所述的方法，所述發(fā)送所述符號流的步驟進一步包 括步驟經(jīng)由多路輸入多路輸出(MIMO)鏈路進行發(fā)送。
36. 如權(quán)利要求29所述的方法，進一步包括步驟 去除所述變換的系數(shù)中的一部分。
37. 如權(quán)利要求36所述的方法，所述去除所述變換的系數(shù)中的一部分 的步驟進一步包括步驟僅去除一定數(shù)量的所述系數(shù)，所述去除足以維持所述高清晰視頻信號 的基本上未壓縮的無線傳輸。
38. 如權(quán)利要求37所述的方法，所述去除所述系數(shù)的步驟進一步包括 步驟將關(guān)于所述高清晰視頻信號的亮度信號的總共64個系數(shù)剩下45至64個。
39. 如權(quán)利要求37所述的方法，所述去除所述系數(shù)的步驟進一步包括 步驟將關(guān)于所述高清晰視頻信號的色差信號的總共64個系數(shù)剩下12至64個。
40. 如權(quán)利要求29所述的方法，所述映射步驟進一步包括步驟 將所述多個系數(shù)分離成包含低頻系數(shù)的第一組和包含高頻系數(shù)的第二組。
41. 如權(quán)利要求40所述的方法，所述映射步驟進一步包括步驟-通過量化所述第一組的值，生成粗略值。
42. 如權(quán)利要求41所述的方法，進一步包括步驟將粗略值映射到符號的多個星座點之一上。
43. 如權(quán)利要求42所述的方法，進一步包括步驟 生成除標準導頻之外的額外導頻；以及 使用所述額外導頻中的至少一個來發(fā)送所述粗略值之一。
44. 如權(quán)利要求41所述的方法，所述映射步驟進一步包括步驟 從所述第一組生成量化誤差值；并且將所述量化誤差值和所述高頻系數(shù)表示為符號的多個復數(shù)值，其中， 每個復數(shù)值包括第一值和第二值兩者，所述第一值和第二值都來自所述量 化誤差值和所述 表示高頻的系數(shù)，其中，所述第一值被表示為所述復數(shù)值 的實部，所述第二值被表示為所述復數(shù)值的虛部。
45. 如權(quán)利要求29所述的方法，所述執(zhí)行所述去相關(guān)變換的步驟進一 步包括步驟處理所述高清晰視頻信號的像素塊。
46. 如權(quán)利要求45所述的方法，所述像素塊包括8x8像素矩陣。
47. 如權(quán)利要求29所述的方法，所述未壓縮分量包括包含有亮度信號 和色差信號的分量數(shù)字格式。
48. 如權(quán)利要求29所述的方法，其中，所述執(zhí)行去相關(guān)變換的步驟包 括對視頻信號的幀中所有像素執(zhí)行所述變換。
49. 如權(quán)利要求29所述的方法，進一步包括步驟 對至少一個所述系數(shù)執(zhí)行非線性變換。
50.如權(quán)利要求49所述的方法，所述執(zhí)行非線性變換的步驟包括步驟: 將系數(shù)的非線性函數(shù)的能量調(diào)整為在所述非線性變換之前的所述系數(shù)的能
51. —種用于發(fā)送和接收基本上未壓縮的高清晰視頻信號的系統(tǒng)，包括發(fā)射機，其包括用于接收所述高清晰視頻信號的未壓縮分量的單元； 用于對所述未壓縮分量執(zhí)行去相關(guān)變換以提供多個系數(shù)的單元；以及用于將每個剩余系數(shù)映射到傳輸符號上的單元；以及 用于經(jīng)由通信鏈路發(fā)送符號流的單元，所述符號流至少包括所述 傳輸符號；以及接收機，用于經(jīng)由通信鏈路從所述發(fā)射機接收所述符號流，并且從所 述符號流重建所述多個系數(shù)；其中，所述發(fā)射機和所述接收機提供對所述高清晰視頻信號的基本上 無延遲的傳輸。
52. 如權(quán)利要求51所述的系統(tǒng)，所述通信鏈路包括無線鏈路和有線鏈 路中的任一種鏈路。
53. 如權(quán)利要求51所述的系統(tǒng)，進一步包括用于去除所述變換的系數(shù)中的一部分的單元，所述用于去除所述變換 的系數(shù)中的一部分的單元在不依賴于所述高清晰視頻信號的先前幀的情況 下執(zhí)行所述去除。
54. 如權(quán)利要求53所述的系統(tǒng)，所述發(fā)射機和所述接收機包括用于 實現(xiàn)對所述高清晰視頻信號的低緩沖的發(fā)送和接收的單元。
55. 如權(quán)利要求51所述的系統(tǒng)，所述傳輸符號包括正交頻分復用 (OFDM)傳輸方案的符號。
56. 如權(quán)利要求51所述的系統(tǒng)，所述發(fā)射機進一步包括 用于經(jīng)由多路輸入多路輸出MIMO鏈路發(fā)送包含所述高清晰視頻信號的數(shù)據(jù)的單元。
57. 如權(quán)利要求56所述的系統(tǒng)，所述接收機進一步包括 用于從多路輸入多路輸出MIMO鏈路接收包含所述高清晰視頻信號的數(shù)據(jù)的單元。
58. 如權(quán)利要求51所述的系統(tǒng)，進一步包括 用于生成額外導頻的單元；以及 用于接收所述額外導頻的單元；其中，至少一個所述額外導頻包含從執(zhí)行所述去相關(guān)變換中舍棄的最 高有效位的數(shù)字值。
59. 如權(quán)利要求51所述的系統(tǒng)，所述用于映射的單元進一步包括 用于將所述多個系數(shù)分離成包含表示低頻的系數(shù)的第一組和包含表示高頻的系數(shù)的第二組的單元。
60. 如權(quán)利要求59所述的系統(tǒng)，進一步包括 量化單元，用于從所述第一組生成粗略值。
61. 如權(quán)利要求60所述的系統(tǒng)，進一步包括 用于將粗略值映射到符號的多個星座點之一上的單元。
62. 如權(quán)利要求61所述的系統(tǒng)，進一步包括 用于生成除標準導頻信號之外的額外導頻信號的單元；以及 用于使用至少一個所述額外導頻信號來發(fā)送所述粗略值之一的單元。
63. 如權(quán)利要求59所述的系統(tǒng)，進一步包括 用于從所述第一組生成量化誤差值的單元；用于將所述量化誤差值和所述表示高頻的系數(shù)表示為符號的多個復數(shù) 值的單元，其中，每個復數(shù)值包括第一值和第二值兩者，所述第一值和第 二值都來自所述量化誤差值和所述表示高頻的系數(shù)，其中，所述第一值被 表示為復數(shù)值的實部，所述第二值被表示為所述復數(shù)值的虛部。
64. —種基于符號的傳輸方法，至少包括以下步驟 接收數(shù)據(jù)采樣的輸入流；以及基于與所述輸入流的至少一部分相對應的采樣值，生成位于精細表示 的星座中的第一符號。
65. 如權(quán)利要求64所述的方法，其中，所述輸入流包括高重要性部分 和低重要性部分。
66. 如權(quán)利要求65所述的方法，進一步包括基于所述輸入流的至少一部分，生成位于粗略表示的星座中的第二符號。
67. 如權(quán)利要求66所述的方法，其中，所述生成第二符號的步驟包括 步驟將所述輸入流的所述高重要性部分量化為粗略值；以及 將粗略值映射到所述第二符號上。
68. 如權(quán)利要求67所述的方法，進一步包括步驟將由所述量化所述輸入流的高重要性部分的步驟所產(chǎn)生的量化誤差值 映射到所述第一符號上。
69. 如權(quán)利要求65所述的方法，進一步包括步驟將所述輸入流的低重要性部分映射到所述第一符號上。
70. 如權(quán)利要求64所述的方法，所述生成所述第一符號的步驟包括步驟將第一值映射到復數(shù)的實值上； 將第二值映射到所述復數(shù)的虛值上。
71. 如權(quán)利要求70所述的方法，進一步包括步驟根據(jù)以下任何一個提供所述第一值的內(nèi)容所述輸入流的至少一部分 和所述輸入流的經(jīng)量化的高重要性部分的量化誤差值；以及根據(jù)以下之一提供所述第二值的內(nèi)容所述輸入流的所述至少一部分，所述輸入流的經(jīng)量化的高重要性部分的量化誤差值。
72. 如權(quán)利要求70所述的方法，進一步包括步驟在低傳輸質(zhì)量的子信道上發(fā)送所述第一符號。
73. 如權(quán)利要求64所述的方法，進一步包括步驟對所述輸入流的至少一部分執(zhí)行非線性映射。
74. 如權(quán)利要求64所述的方法，進一步包括步驟將通過對所述輸入流的至少一部分執(zhí)行所述非線性映射而得到的結(jié)果 的能量，調(diào)整為在所述非線性映射之前所述輸入流的所述部分的能量。
75. 如權(quán)利要求64所述的方法，進一步包括步驟經(jīng)由無線鏈路和有線鏈路中的任一種鏈路發(fā)送所述符號。
76. 如權(quán)利要求75所述的方法，所述傳輸是經(jīng)由包括多路輸入多路輸 出鏈路的無線鏈路的。
77. 如權(quán)利要求64所述的方法，其中，所述符號包括OFDM符號。
78. 如權(quán)利要求64所述的方法，進一步包括步驟-生成多個導頻符號。
79. 如權(quán)利要求78所述的方法，進一步包括步驟 至少生成額外導頻符號，用以傳輸高重要性的值。
80. 如權(quán)利要求64所述的方法，其中，所述輸入流與視頻幀變換的系 數(shù)相對應。
81. 如權(quán)利要求80所述的方法，其中，所述系數(shù)與視頻幀的亮度分量 和所述視頻幀的色度分量中任何一個的去相關(guān)變換相對應。
82. 如權(quán)利要求80所述的方法，其中，所述低重要性部分與視頻幀的 系數(shù)的量化誤差值和對應于高頻的系數(shù)中任一個相對應。
83. —種正交頻分復用(OFDM)通信系統(tǒng)，包括 用于接收數(shù)據(jù)值的單元，所述數(shù)據(jù)值按重要性分等級； 用于將不是高重要性數(shù)據(jù)值的數(shù)據(jù)值映射為精細OFDM符號星座的虛值與實值的對的單元；以及用于將OFDM符號映射到傳輸信道的子信道上的單元。
84. 如權(quán)利要求83所述的OFDM通信系統(tǒng)，進一步包括 用于將所述高重要性數(shù)據(jù)值的量化值作為粗略表示直接映射到OFDM符號上的單元；以及用于將所述高重要性數(shù)據(jù)的所述量化值的量化誤差值映射為精細 OFDM符號星座的虛值與實值的對的單元。
85. 如權(quán)利要求83所述的OFDM通信系統(tǒng)，進一步包括用于經(jīng)由最低質(zhì)量的子信道發(fā)送與最低等級的數(shù)據(jù)值相對應的OFDM 符號的單元。
86. 如權(quán)利要求83所述的OFDM通信系統(tǒng)，進一步包括 用于經(jīng)由無線鏈路和有線鏈路中的任一種鏈路發(fā)送所述OFDM符號的單元。
87. 如權(quán)利要求86所述的OFDM通信系統(tǒng)，所述無線鏈路包括多路輸 入多路輸出鏈路。
88. 如權(quán)利要求83所述的OFDM通信系統(tǒng)，進一步包括 用于至少生成額外導頻符號用以傳輸所述粗略表示的單元。
89. 如權(quán)利要求83所述的OFDM通信系統(tǒng)，進一步包括 用于對至少所述數(shù)據(jù)值的一部分進行壓縮擴展的單元。
90. 如權(quán)利要求83所述的OFDM通信系統(tǒng)，進一步包括 用于對至少所述數(shù)據(jù)值的一部分進行非線性映射的單元。
91. 如權(quán)利要求83所述的OFDM通信系統(tǒng)，進一步包括-用于在低傳輸質(zhì)量的子信道上發(fā)送精細OFDM符號的單元。
92. 如權(quán)利要求83所述的OFDM通信系統(tǒng)，其中，所述數(shù)據(jù)值與視頻 幀變換的系數(shù)相對應。
93. 如權(quán)利要求92所述的OFDM通信系統(tǒng)，其中，所述系數(shù)與視頻幀 的亮度分量和所述視頻幀的色度分量的去相關(guān)變換相對應。
94. 如權(quán)利要求92所述的OFDM通信系統(tǒng)，其中，所述低重要性部分 與視頻幀的系數(shù)的量化誤差值以及對應于高頻的系數(shù)中任一個相對應。
95. 如權(quán)利要求92所述的OFDM通信系統(tǒng)，其中，視頻幀變換的所述 系數(shù)的所述低重要性數(shù)據(jù)值與DC和近DC系數(shù)相對應。
96. 如權(quán)利要求91所述的OFDM通信系統(tǒng)，其中，作為視頻幀變換的 系數(shù)而言重要性不高的數(shù)據(jù)值與高頻系數(shù)相對應。
全文摘要
一種用于未壓縮HDTV視頻的無線傳輸?shù)难b置和方法，克服了經(jīng)由無線鏈路發(fā)送大量信息的困難。這是通過將視頻分量的變換系數(shù)直接映射到諸如OFDM符號之類的通信符號上來實現(xiàn)的。使用例如QPSK或QAM以粗略表示的方式來發(fā)送重要變換系數(shù)的主要部分，例如表示每個視頻分量較低頻率的系數(shù)的MSB，尤其是較低頻率成分的量化值。將表示視頻分量較高頻率的系數(shù)以及較低頻率成分的量化誤差值或者其一些可能的非線性變換，作為復數(shù)的實部和虛部對來發(fā)送，其中該復數(shù)包括在精細粒度星座中的點。本發(fā)明還提供了一種對發(fā)射機和接收機對的低延遲和低緩沖的實現(xiàn)。
文檔編號H04B1/66GK101536329SQ200680048149
公開日2009年9月16日 申請日期2006年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月21日
發(fā)明者M·費德, N·埃爾納坦, S·弗羅因德利希, Z·雷茲尼克 申請人:阿密蒙有限公司