將不相等錯保護應用於單載波系統視頻傳輸的方法

2023-08-06 10:04:56

專利名稱：將不相等錯保護應用於單載波系統視頻傳輸的方法
技術領域：
本發明涉及通信技術領域，尤其涉及一種將不相等錯保護應用於單載波系統視頻 傳輸的方法。
背景技術：
目前，隨著圖像編解碼和無線數字調製技術的發展，無線數字圖像傳輸成為目前 的技術中堅。無線圖像傳輸廣義上屬於無線寬帶傳輸，大體了經歷模擬、數字傳輸兩個階 段。模擬圖像傳輸因其多經幹擾、同頻幹擾和噪聲疊加，導致實際應用中圖像傳輸可靠性和 高圖像質量難以保證，因此模擬圖像無線傳輸在很多行業已基本被淘汰。隨著圖像編解碼 和無線數字調製技術的發展，無線數字圖像傳輸成為目前的技術中堅。視頻序列中圖像幀一般按如下三種幀類型進行壓縮編碼1幀、P幀和B幀。其中， I幀稱為幀內編碼幀，也稱關鍵幀，它的編解碼不用其它的幀作為參考幀，其編碼輸出的碼 流相對較大。P幀稱為前向預測編碼幀、B幀雙向預測編碼幀，它的編解碼則需要用到它前 面的幀(B幀還要用到後面的幀)才能進行編解碼，其編碼輸出的碼流相對較小。在一個圖像組(G0P，&oup of Picture)中，I幀是其它幀都要參考的起始幀，其質 量直接影響到圖像組中其它幀的質量，其正確性更是關乎到圖像組中其他幀的可用性。無 線傳輸系統將不可避免地出現誤碼、數據丟失等不可靠因素，如果發生丟失的幀是I幀，則 視頻質量將嚴重下降。另外由於I幀碼流相對較大，一般是P幀和B幀碼流的數十倍左右， 因此其出錯的概率相對也比較大。因此，在視頻傳輸過程中有必要給予I幀圖像更多的保 護。現有專利中，不相等錯誤或是結合OFDM系統、或是會增加系統複雜性。

發明內容
鑑於上述的分析，本發明旨在提供一種將不相等錯保護應用於單載波系統視頻傳 輸的方法，通過對I幀進行額外編碼的方式實現了將不相等錯保護應用於單載波系統視頻 傳輸中的目的。本發明的目的主要是通過以下技術方案實現的本發明提供了一種將不相等錯保護應用於單載波系統視頻傳輸的方法，包括無 線視頻發送過程和無線視頻接收過程，其中，所述無線視頻發送過程包括輸入的模擬視頻源數據經過視頻編碼後得到視頻編碼輸出碼流；視頻碼流經過不相等錯誤保護處理，得到不相等錯誤保護後的視頻數據，並對不 相等錯誤保護後的視頻數據進行組幀打包處理；對組幀打包後的視頻數據進行信道編碼和交織處理；對交織處理後的視頻數據進行數字調製；經過單載波組幀後加載到射頻上經由無線信道發送出去。
所述無線視頻接收過程包括從無線信道接收到單載波數據，並對接收到的單載波數據進行解組幀；對解組幀後的視頻數據進行數字解調處理；解調後的視頻數據在進行信道解碼和解交織處理；對經過信道解碼和解交織處理後的數據進行不相等錯誤解保護處理；經過不相等錯誤解保護處理後的視頻數據進行視頻解碼後得到模擬視頻源數據 並進行輸出。進一步地，所述不相等錯誤保護處理的過程具體包括接收視頻編碼輸出碼流，若 其為I幀，則對它進行RS編碼，若其為P、B幀，則直接輸出。進一步地，所述不相等錯誤解保護處理的具體包括對接收到的經過信道解碼和 解交織處理後的視頻數據進行判斷，如果接收到的視頻幀為I幀，則進行RS解碼後將數據 輸出，否則直接輸出。本發明有益效果如下本發明通過結合單載波技術，通過對重要幀(I幀)進行額外編碼的方式來實現不 相等錯誤保護，信源編碼部分與後面的數字處理部分是獨立的，相比傳統方法改動小、實現簡單。本發明的其他特徵和優點將在隨後的說明書中闡述，並且，部分的從說明書中變 得顯而易見，或者通過實施本發明而了解。本發明的目的和其他優點可通過在所寫的說明 書、權利要求書、以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。


圖1為本發明實施例中，無線視頻發送過程的示意圖；圖2為本發明實施例中，不相等錯誤保護處理的過程示意圖；圖3為為本發明實施例中，無線視頻接收過程的示意圖；圖4為本發明實施例中，不相等錯誤解保護處理的過程示意圖；圖5為本發明實施例中，視頻數據組幀打包的示意圖；圖6為本發明實施例中，單載波物理層信號的幀格式示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖來具體描述本發明的優選實施例，其中，附圖構成本申請一部分，並 與本發明的實施例一起用於闡釋本發明的原理。為了清楚和簡化目的，當其可能使本發明 的主題模糊不清時，將省略本文所描述的器件中已知功能和結構的詳細具體說明。首先結合附圖1到附圖6對本發明實施例所述方法進行詳細說明。本發明實施例所述方法包括無線視頻發送過程和無線視頻接收過程，其中，如圖1所示，圖1為本發明實施例中無線視頻發送過程的示意圖，具體可以包括如 下步驟步驟101 輸入的模擬視頻源數據經過視頻編碼後得到視頻編碼輸出碼流，視頻 編碼可以採用MPEG2/4，H. 264等視頻編碼算法；步驟102 視頻碼流經過不相等錯誤保護處理，得到不相等錯誤保護後的視頻數據，並對不相等錯誤保護後的視頻數據進行組幀打包處理；這裡，組幀打包是由具體的視頻 編碼算法(MPEG4、H264等)定義的，按照標準規定的方法去做就行了，可視為本領域內眾所 周知的知識，此處不作過多解釋；其中，不相等錯誤保護處理的過程如圖2所示，包括接收視頻編碼輸出碼流，若 其為I幀，則對它進行編碼(，若其為P、B幀，則直接輸出；本發明實施例中採用的編碼方法 為RS編碼，RS編碼為糾錯編碼，全稱Reed-Solomon，本發明實施例還可以採用其他編碼方 法，如BCH編碼、線性分組碼；但RS編碼可以以字節為單位進行編碼，因此尤其適合於視頻 數據以字節為基本單位的數據特徵；步驟103 對組幀打包後的視頻數據進行信道編碼和交織處理；步驟104 對交織處理後的視頻數據進行數字調製；步驟105 單載波組幀；其中，組幀可以根據實際需要採取適合的方式來組幀，說 明書附圖6給的就是一個組幀的例子，這是單載波系統較常用的一個組幀方式；步驟106 將單載波組幀後的視頻幀通過射頻方式加載到無線信道上發送出去。以上步驟101到106所述為無線視頻發送過程，無線視頻接收過程是發送過程的 逆過程，如圖3所示，圖3為本發明實施例中無線視頻接收過程的示意圖，具體可以包括如 下步驟步驟301 從無線信道接收到單載波數據；步驟302 對接收到的單載波數據進行解組幀；步驟303 對解組幀後的視頻數據進行數字解調過程；步驟304 解調後的視頻數據在進行信道解碼和解交織處理；步驟305 對經過信道解碼和解交織處理後的數據進行不相等錯誤解保護處理； 其中，如圖4所示，對接收到的經過信道解碼和解交織處理後的視頻數據進行判斷，如果接 收到的視頻幀為I幀，則進行RS解碼後將數據輸出，否則直接輸出；步驟306 經過不相等錯誤解保護處理後的視頻數據進行視頻解碼後得到模擬視 頻源數據並進行輸出。為了便於理解本發明實施例所述方法，下面將舉個具體的例子對本發明實施例所 述方法進行進一步說明。(1)對需要發送的模擬視頻源數據的視頻幀進行MPEG4編碼，然後進行打包，再進 行不相等錯誤處理。如圖5所示，圖5為視頻數據組幀打包的示意圖，其中，前2位元組為RS 編碼標識，它用來標識後面的碼流數據是否進行RS編碼，其中I幀標識進行RS編碼，P幀 或B幀則標識不進行RS編碼。如果標識進行RS編碼，碼流數據則是經過RS (254，238)編 碼後的數據；如果標識不進行編碼，碼流數據則是未作RS編碼的數據。(2)對打包後的視頻數據進行LDPC編碼，LDPC編碼的生成矩陣選取802. 16e標準 所定義的生成矩陣，選取的碼長N= 1344，碼率=1/2。並將編碼後的數據進行卷積交織。(3)將交織後的數據進行QPSK調製。如圖6所示，圖6為單載波物理層信號的幀 格式示意圖，其中，每數據塊由長為32的獨特字(UW)序列和長為224的QPSK符號組成，UW 起到了 OFDM系統中循環前綴的作用，還可以用來做同步跟蹤。一個LDPC編碼塊的數據恰 好被分配到1344/224/2 = 3個單載波數據塊。綜上所述，本發明實施例提供了一種基於單載波的無線視頻傳輸方法，通過結合單載波技術，通過對重要幀(I幀)進行額外編碼的方式來實現不相等錯誤保護，信源編碼 部分與後面的數字處理部分是獨立的，相比傳統方法改動小、實現簡單。
以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式
，但本發明的保護範圍並不局限於此， 任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換， 都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應該以權利要求書的保護範 圍為準。
權利要求
一種將不相等錯保護應用於單載波系統視頻傳輸的方法，其特徵在於，包括無線視頻發送過程和無線視頻接收過程，其中，所述無線視頻發送過程包括輸入的模擬視頻源數據經過視頻編碼後得到視頻編碼輸出碼流；視頻碼流經過不相等錯誤保護處理，得到不相等錯誤保護後的視頻數據，並對不相等錯誤保護後的視頻數據進行組幀打包處理；對組幀打包後的視頻數據進行信道編碼和交織處理；對交織處理後的視頻數據進行數字調製；經過單載波組幀後加載到射頻上經由無線信道發送出去。所述無線視頻接收過程包括從無線信道接收到單載波數據，並對接收到的單載波數據進行解組幀；對解組幀後的視頻數據進行數字解調處理；解調後的視頻數據在進行信道解碼和解交織處理；對經過信道解碼和解交織處理後的數據進行不相等錯誤解保護處理；經過不相等錯誤解保護處理後的視頻數據進行視頻解碼後得到模擬視頻源數據並進行輸出。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述不相等錯誤保護處理的過程具體包 括接收視頻編碼輸出碼流，若其為I幀，則對它進行RS編碼，若其為P、B幀，則直接輸出。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述不相等錯誤解保護處理的具體包括 對接收到的經過信道解碼和解交織處理後的視頻數據進行判斷，如果接收到的視頻幀為I 幀，則進行RS解碼後將數據輸出，否則直接輸出。
全文摘要
本發明公開了一種將不相等錯保護應用於單載波系統視頻傳輸的方法，包括無線視頻發送過程和無線視頻接收過程，其中，所述無線視頻發送過程包括輸入的模擬視頻源數據經過視頻編碼後得到視頻編碼輸出碼流；視頻碼流經過不相等錯誤保護處理，得到不相等錯誤保護後的視頻數據，並對不相等錯誤保護後的視頻數據進行組幀打包處理；對組幀打包後的視頻數據進行信道編碼和交織處理；對交織處理後的視頻數據進行數字調製；經過單載波組幀後加載到射頻上經由無線信道發送出去；所述無線視頻接收過程為發送過程的逆過程；本發明通過結合單載波技術，通過對重要幀(I幀)進行額外編碼的方式來實現不相等錯誤保護，相比傳統方法改動小、實現簡單。
文檔編號H04N7/64GK101895742SQ20101010889
公開日2010年11月24日 申請日期2010年2月8日 優先權日2010年2月8日
發明者吳昊, 方立, 錢勇 申請人:北京韋加航通科技有限責任公司