變長編碼數據發送裝置的製作方法
2023-07-04 02:20:51
專利名稱：變長編碼數據發送裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於對變長編碼所得的數據塊的不同位長度進行偽定長處理，成為恆定的長度水平，並在該狀態下將數據塊發送出去用的變長編碼數據塊發送裝置。
變長編碼是一種編碼方法，為了減少碼的數量，按照各種數據項出現的頻率，分別把具有不同位長度的碼賦給不同的數據。因此，只有正確地讀出位串，才能實現以下目標儘管經過變長編碼處理的碼的結束位置彼此不同，各個碼仍能正確解碼和正確識別各碼的結束位置，因為解碼過程是在與特定的碼的長度相當的位置上讀出該位的時刻進行的。
如果變長編碼數據在傳送時出現錯碼，編碼數據就像具有不同的碼長度一樣，解碼就不會正確。結果，甚至在錯碼恢復了很長時間之後，仍舊失步(失去同步)，因而仍以錯誤的方式進行解碼。這在實際上使編碼信號的質量大大降低。作為防止這種由於錯碼而失步可能帶來的有害作用的方法之一，有David Redmil在題為「堅固的影象和視頻編碼的結構」(2nd International Workshopon Mobil Multi media Communication(MoMuC)，April 1995)印刷品中討論的方法，其中對變長編碼數據塊的組，求出變長編碼數據塊位長度的平均值，使得在任何一個選定的組中，每個數據塊的位長度相等。這樣平均之後，每個塊的位長度是固定的，使得每個塊都有偽固定長度，然後在這種狀態下發送每個數據塊。在該印刷品中，將變長編碼數據塊適當地分割成幾塊，使每個分割後的數據項具有預定的長度，以獲取變長碼在數據傳送中的性質和特性的好處。這樣分割的編碼數據，在解碼過程中，通過判斷該碼能否解碼來檢測碼的結束，然後恢復成它們原來的變長碼。
現參照圖9介紹這個方法。現假定有N個變長編碼數據塊，而且每個變長編碼數據塊i的位長度為bi(0≤i≤N－1)。還應指出，在下文中任何數值包括i都假定是N的模數。
首先，在發送N個變長編碼數據塊之前，求出平均值s≥(1/N)sumbi(式中sum是一個操作符，表示i＝0至N－1的和)。
然後，設想有N個槽，每個具有位長度s。下文描述的各個操作階段均針對這些槽。在第一階段，如S1所示，把構成變長編碼數據塊i(0≤i≤N－1)的每一位填入構成每一槽i(0≤i≤N－1)的每一位的位置。這時，對於滿足bi＜s的塊i，槽i具有多餘的位(就是說，槽i具有多餘的空間來接受額外的位)。另一方面，對於滿足bi＞S的塊i，不能將全部位填入槽i。如果某些塊位太多，填不下，過程便轉入第二階段。在第二階段，對於塊i填不下的那些位，如S2所示，作一個判斷，看它們能否填入下一個槽(就是說，相鄰的槽)。如果準備賦給下一個槽i＋1的塊i＋1的位長度滿足bi＋1＜S，槽i＋1填完塊i＋1的位之後還有空位，所以，槽i填不下而溢出的多餘位填入這個空位。如果還剩下一個塊，其位在槽i＋1的空位還填不下，過程便進入第三階段，如S3所示，將剩下多餘的位填入槽i＋1的下一個槽i＋2。如果這樣的填入操作重複最多N次，N塊的位可填入這些槽中。結果得到的數據，可作為N個位長度如S4所示的偽定長碼(下文稱為「定長數據塊」)處理。
這樣，使每個變長編碼數據塊具有偽定長度，然後，在該狀態下，將具有偽定長度的每個編碼數據塊發送出去，並在接收側解碼。在這裡，一個接一個地到達接收側的定長數據塊便包括了變長編碼數據塊。為了檢測出變長編碼數據塊的結束，從前面的描述可以看出，變長編碼數據塊的頂部必然佔據收到的定長數據塊的頂部。相應地，在接收側，收到的碼的解碼總是從定長數據塊的起始時刻開始的。
當一個變長編碼數據塊的解碼結束，就開始下一個變長編碼數據塊的解碼。但是，對於跨越幾個槽並在此狀態下發送的變長編碼數據塊，即使最後第s個槽的位解碼都完成之後，其解碼過程還沒有完成。因此，鑑於這一事實，對於接收時就跨越幾個槽的變長編碼數據塊，只有要求的槽數(就是說，該數據塊跨越的槽數)準備好接收該變長編碼數據塊的所有的位，解碼過程才能進行。就是說，為了解碼，每個階段的過程用如下方式進行。首先，假定有位長度s的N個槽，並假定收到的定長數據塊分別填入這些槽中。在第一階段，解碼過程從每個槽的頂位位置開始。這時，假如有一個槽的解碼過程尚未完成，在第s位之前的某個位置，過程進到第二階段。在第二階段，對解碼過程尚未完成的槽i進行檢查，看下一個槽i＋1的解碼過程是否完成，並判斷塊i＋1是否滿足bi＋1＜s。如果判斷得出肯定的結果，就將槽i＋1的剩餘區域的位加到槽i，再對槽i進行解碼。如果儘管加了槽i＋1的位解碼過程仍未完成，則過程進到第三階段，將下一個槽i＋2的位加到槽i。如果這個加位的操作反覆進行的次數等於發送數據時的次數，就能得到原來的N個變長編碼數據塊。
如前所述，變長編碼數據塊是作為具有s*N位的偽定長數據塊形成的，並連同值s一起發送的。對於準備在槽開始的定時發送的每一塊，即使前一塊出現了傳送差錯，也不會出現本來是會由於傳送差錯而出現的失步，而且解碼也會按正常的時序完成。就是說，即使中途出現差錯，對於處在解碼時間的每一個塊，都能得到正確的同步。這樣，就能在很大的程度上避免出現解碼錯誤。
另一方面，除了剛才指出的獲得正確同步的方法以外，作為有效地避免由於數據傳送時信號出錯而使編碼信號質量降低的一個方法，或許會想到糾錯碼的應用。作為應用糾錯碼的一種方法，除了對全部數據都應用不變的糾錯碼的方法以外，糾錯碼的糾錯能力部分改變的位選擇糾錯方法是有效的。這個方法對於在數據的不同部分具有不同的錯碼靈敏度(差錯靈敏度)的數據特別有效。這個位選擇糾錯方法稱為BS-FEC(位選擇前向糾錯法)或UEP(不等差錯保護法)，下文就稱位選擇前向糾錯法。詳見，例如，H.Suda和T.Miki所著「地面移動式無線電頻道用差錯保護的16K位/秒聲音傳送」印刷品(IEEEJ-SAC，vol.6，No.2，pp.346-352，1988)。
現假定，如前所述，在使用使變長編碼數據塊具有偽定長度並在此狀態下將其發送的方法時，發現有一個其位長度顯著地超過其他變長編碼數據塊的變長編碼數據塊j。構成這樣一個變長編碼數據塊j的不同的位分布到槽j以外的其他多個槽中。因為這些位填充各槽後面的空位，而不是填充各槽的前導區域，它們會受到數據傳送時每個定長數據塊錯碼引起的失步的有害影響。正如從前面所作的討論可以看出的，上述傳統傳送方法有著這種致命的缺點如果有某些變長編碼數據塊的位長度顯著地大於其他變長編碼數據塊，變長編碼數據塊由於錯碼造成的有害影響會更大。
另外，假定一種情況，即數據在其具有偽定長度的狀態下準備發送時使用糾錯碼。在這種情況下，最好不對全部數據採用恆定的糾錯碼，因為有時數據的不同部分具有不同的差錯靈敏度。在這樣的一種情況下，數據變得不必要地盈餘，從而降低傳送效率。採用位選擇前向糾錯法時，對於碼長和碼的結構由於對數據所施加的變長編碼而發生變化的這樣的數據，變得有必要作為附加數據同時發送糾錯碼的應用模式，這種應用模式對應於該數據和該數據的差錯靈敏度。另外，如果差錯靈敏度隨次要數據項而有所不同，就有必要較頻繁改變糾錯碼。正如前面討論的，傳統工藝碰到了這樣一個問題，即當使用糾錯碼時，如果差錯靈敏度隨數據的不同部分而不同時，就難以進行有效的操作。
本發明的第一個目的是，為了排除上述問題，提供一種變長編碼數據發送裝置，其中通過對變長編碼數據塊進行偽定長處理，總能排除錯碼由於失步而發生的有害影響。本發明的另一個目的是，提供一種通過改進能達到第一目的的變長編碼數據發送裝置而獲得的變長編碼數據發送裝置，以便以更有效的方式進行糾錯。
因此，根據本發明的一個方面，提供一種變長編碼數據發送裝置，它包括用於對每個由多個準備發送的變長編碼數據塊組成的塊組，計算對應於準備發送的各變長編碼數據塊的位長度的閾值的閾值算術計算裝置；用於判斷每個變長編碼數據塊是否具有超過閾值的位長度的判斷裝置；以及用於當該判斷裝置的判斷結果是肯定時，將其位長度超過閾值的變長編碼數據塊分割成多個數據塊，並將這些數據塊送回原來的塊組的分塊裝置；利用通過所述分塊裝置所得的數據塊和每塊組的其餘變長編碼數據塊構成其位長度取平均值的定長數據塊，並加以發送，從而使數據按每個定長數據塊進行同步。
在傳統技術中，因為甚至對那些位長度顯著地大於其他塊的塊也原樣地進行固定長度處理，使得這樣特長的塊分布入多個槽中，並在此狀態下進行發送。相應地，當特長數據塊解碼時，其他塊錯碼就會對它產生嚴重的有害影響，並難以獲得能夠防止失步出現的好處。相反，按照本發明的指導，變長編碼數據發送裝置將這種特長塊分割成多個塊，最後固定長度。因此，可以排除解碼數據的質量由於錯碼因特長塊分布入多個塊而引起的有害影響而下降的問題。結果，就能防止失步的出現。
從本發明的另一個方面，提供一種變長編碼數據發送裝置，它包括用於對每個由多個準備發送的變長編碼數據塊組成的塊組，計算對應於準備發送的各變長編碼數據塊的位長度的閾值的閾值算術計算裝置；用於判斷每個變長編碼數據塊是否具有超過閾值的位長度的判斷裝置；以及用於將其位長度超過閾值的變長編碼數據塊從該變長編碼數據塊所屬的塊組中分離出來，從而使分離出來的數據塊組成一個新的數據塊組的組分離裝置；利用每個塊組的變長編碼數據塊構成其位長度取平均值的定長數據塊並加以發送，從而使數據按每個定長數據塊進行同步。
按照如此設計的裝置，位長度明顯地大於其他變長編碼數據塊的變長編碼數據塊從原來所屬的塊組中移入另一個組，最後再單獨定長。因此，可以排除解碼數據的質量由於錯碼因特長塊分布入多個塊而引起的有害作用而下降的問題。結果，就能防止失步的出現。
在按照本發明的變長編碼數據發送裝置中，所述閾值算術計算裝置最好根據從屬於每個塊組的變長編碼數據塊的位長度平均值計算閾值。
根據本發明的又一方面，提供一種變長編碼數據發送裝置，它包括用於利用每個由多個準備發送的變長編碼數據塊組成的塊組的變長編碼數據塊，構成其位長度等於平均長度水平的定長數據塊的定長處理裝置；用於計算說明每個變長編碼數據塊被該定長處理裝置分布到多少個定長數據塊中去的分布數的分布數算術計算裝置；用於將其分布數超過預定閾值的變長編碼數據塊分割成多個數據塊，並將這些數據塊送回原來的塊組的分塊裝置；所述定長處理裝置對所述分塊裝置處理過的每個塊組重新形成定長數據塊，所述數據塊以定長數據塊的形式發送，並對每個定長數據塊進行同步。
在如此設計的裝置中，將位長度明顯地大於其他變長編碼數據塊的變長編碼數據塊分割成多個塊，最後固定長度。因此，可以排除解碼數據的質量由於錯碼因特長塊分布入多個塊而引起的有害影響而下降的問題。結果，就能防止失步的出現。
根據本發明的又一方面，提供一種變長編碼數據發送裝置，它包括用於利用由多個準備發送的變長編碼數據塊組成的塊組的變長編碼數據塊，構成其位長度等於平均長度水平的定長數據塊的定長處理裝置；用於計算說明每個變長編碼數據塊被該定長處理裝置分布到多少個定長數據塊中去的分布數的分布數算術計算裝置；用於將其分布數超過閾值的變長編碼數據塊從該變長編碼數據塊所屬的塊組中分離出來，從而使分離出來的數據塊組成一個新的數據塊組的組分離裝置；所述定長處理裝置對所述組分離裝置處理過的每個塊組重新形成定長數據塊，所述數據塊以定長數據塊的形式發送，並對每個定長數據塊進行同步。
同樣，在如此設計的裝置中，把位長度明顯地大於其他變長編碼數據塊的變長編碼數據塊從原來所屬的塊組中移入另一個組，最後再單獨定長。因此，可以排除解碼數據的質量由於錯碼因特長塊分布入多個塊而引起的有害影響而下降的問題。結果，就能防止失步的出現。
按照本發明的又一方面，提供一種變長編碼數據發送裝置，它包括用於將多個準備發送的變長編碼數據塊按其位長度分類成幾個塊組的塊分組裝置；利用每個塊組的變長編碼數據塊構成其位長度取平均值的定長數據塊並加以發送，從而使數據按每個定長數據塊進行同步。
在傳統技術中，形成塊組時，不管位長度並原樣地進行定長處理。相反，按照上述裝置，變長編碼數據塊按其位長度進行分組並進行定長處理。由於這種安排，可以減小屬於各塊組的那些塊的位長度之間的差。所以，位長度顯著地大於其他變長編碼數據塊的塊就難以在塊組中存在。因此，可以排除特長塊的解碼過程數據的質量由於錯碼因分布入多個塊而引起的有害影響而下降的問題。結果，就能防止失步的出現。
按上述發明的變長編碼數據發送裝置最好還包括以這樣的方式實現差錯恢復的裝置，使得在每個定長數據塊中數據對錯碼的靈敏度呈階梯型改變，並且在由多個定長數據塊組成的每個塊組中，糾錯能力也呈階梯型改變，而差錯恢復是從構成每個塊組的每個定長數據塊的最高位開始的。
由於上述結構，基於數據對差錯的靈敏度的不同的糾錯能力的差錯恢復可以從每塊的第一位開始。結果，不必附加數據就能實現有效的差錯恢復。
圖1是方塊圖，說明以動畫編碼傳送裝置的形式實現本發明第一種方式的配置；圖2是解釋上述方式的操作及效果的圖形；圖3是方塊圖，說明經過修改的上述方式的一個例子；圖4是方塊圖，說明以動畫編碼傳送裝置的形式實現本發明第二種方式的配置；圖5是方塊圖，說明經過修改的上述第二種方式的一個例子；圖6是方塊圖，說明以動畫編碼傳送裝置的形式實現本發明第三種方式的配置；圖7是方塊圖，說明以糾錯編碼系統的形式實現本發明第四種方式的配置；
圖8是說明緩衝區26和糾錯編碼線路27中的數據讀出方向和糾錯能力的示意圖。
圖9是用於解釋變長編碼偽定長處理的方法的示意圖。
為了更好地理解本發明，現在來描述實現本發明的幾種方式。但是，應該指出，這樣的實施例僅僅說明實現本發明的一種方式，本發明並不限於這些實施例。相反，如有必要，在不離開本發明的範圍的情況下，可以作出種種改變。
A.實現本發明的第一種方式圖1表示將本發明應用於動畫編碼傳送裝置的實現本發明的一種方式。該動畫編碼傳送裝置包括用來對從輸入端子1輸入的動畫數據進行壓縮和變長編碼處理的動畫數據壓縮/編碼裝置2，和連接到該動畫數據壓縮/編碼裝置2上並設計成能使從動畫數據壓縮/編碼裝置一個接一個地輸出的變長編碼塊變成具有偽固定長度，並在此狀態下將這些塊輸出的偽定長處理裝置7。動畫數據壓縮/編碼裝置2包括塊化線路3、正交變換線路4、量化線路5和變長編碼線路6。偽定長處理裝置7包括緩衝區8、閾值算術計算裝置9、判斷線路10、分塊線路11、定長處理線路12和多路切換線路13。
這裡所用的動畫數據壓縮/編碼裝置2的一個例子，可以是根據例如，ITU-T建議H.261「p*64K位/秒音頻視頻服務用視頻編碼」(1995年三月)製造的一類裝置。
下面將要敘述這種動畫編碼傳送裝置的操作。
構成動畫的一系列動畫數據幀逐漸通過輸入端子1輸入動畫數據壓縮/編碼裝置2的分塊線路3。分塊線路把這些對應的各幀的動畫數據分成多個對應於預定象素數的塊。然後，正交變換線路4對這些塊的每一個進行二維正交變換。接著，對每一塊求出對應於每一塊的轉換係數。量化線路5對對應於各塊的轉換係數進行量化。然後，這樣地量化後的轉換係數由變長編碼線路逐塊進行變長編碼，並以變長編碼數據塊的形式輸出。
如上所述由動畫數據壓縮/編碼裝置2一個接一個地輸出的變長編碼數據塊，輸入偽定長處理裝置7。眾多變長編碼數據塊構成塊組，將每個塊組的數據儲存在存儲器8內。這裡，假定採用，例如，根據ITU-T建議H.261製作的一類裝置，作為動畫數據壓縮/編碼裝置2，作為準備輸入的數據塊的單元和由這些數據塊構成的塊組，可以分別採用宏塊和塊組。然後，閾值算術輸出電路9對儲存在緩衝區8中的每個塊組求出下列數值。
a.構成有關塊組的每個變長編碼數據塊的位長度。
b.構成有關塊組的每個變長編碼數據塊的平均位長度。
c.對應於平均位長度的閾值。
這個閾值是，例如，平均位長度的三倍。
然後，在判斷線路10中，作出每個變長編碼數據塊是否具有其位長度明顯長於其餘這些變長編碼數據塊的判斷。這個判斷是通過由閾值算術計算線路9求出的閾值和準備判斷的塊的位長度的比較作出的。被判斷為具有比當時的閾值更大的位長度的變長編碼數據塊，在分塊線路11中被分割成位長度較小的數據塊，然後，送回緩衝區內這些數據原來從屬的塊組。
在這裡，分塊線路11把塊分成幾個相等的部分，使得每個分出來的塊部分的位長度可以比該塊的平均位長度短，並輸出對什麼塊進行分割和分成幾塊的信息(下文稱此信息為「分割信息」)。除了此例所示的分割成相等的幾個部分以外，分塊線路11當然也可以用其他許多方法來分割塊。在這裡重要的是，在發送方(編碼方)和接收方(解碼方)之間要有某種通知或默契，使得接收方能以與發送方進行分割的方法充分配合的方法來對編碼的數據進行解碼。
分塊線路11也可以把每個塊都分成比塊小的變長編碼數據單元，如果這樣較小的單元存在的話。在這種情況下，所需要的分割信息僅僅是關於對什麼塊進行了分割的信息。
這樣，閾值算術計算線路9、判斷線路10和分塊線路11反覆進行預定的程序，直至有關塊組中不再含有其位長度遠比其餘這些變長編碼數據塊長的變長編碼數據塊。
此後，對於每個塊組，存在緩衝區8中的變長編碼數據塊都供給定長線路12。定長線路12對變長編碼數據塊進行偽定長處理。然後，多路切換線路13將數據塊連同分割信息進行多路切換。
按照這個傳統的方法，存在緩衝區8中的變長編碼數據塊直接送往定長線路12，在這裡使數據塊具有偽固定長度。相應地，正如S11指出的，在有某些位長度顯著大於其餘這些變長編碼數據塊的變長編碼數據塊時，習慣做法是，如S12所示，把這種非常長的變長編碼數據塊分散到許多個槽中。結果，在這個例子中，如果塊0至N－1的任何一個出錯，都會對特長數據塊的解碼過程產生不利影響。與此相反，按照實施本發明的這種方式，在數據塊送往定長線路12之前，變長編碼數據塊要經過閾值算術計算線路9、判斷線路10和分塊線路11的處理。由於這種安排，其位長度顯著大於其餘這些變長編碼數據塊的變長編碼數據塊，如S13所示，首先被分割成多個位長度較小的數據塊，此後，送往定長線路12，在這裡，數據塊的長度，如S14所示，是固定的。相應地，被分割的特長數據塊，至少在其餘變長編碼數據塊出錯時，不大可能受到不利影響，也不出現按照傳統方法要碰到的問題。
雖然在這裡略去了有關的描述，但解碼系統完成與編碼系統的過程相反的過程。在解碼系統中，被分割的塊根據多路切換的分割信息連接起來，從而獲得原來的影象數據。
圖3表示另一個例子，其中圖1系統中的分塊線路11被分組線路15代替。在這種情況下，在判斷線路10中被判斷為其位長度比閾值大的變長編碼數據塊，在分組線路15中被從原來所屬的塊組中分離出來，集中在一起組成單獨的新塊組，以便在這種狀態下送回緩衝區8。然後，在定長線路12中使老的塊組與具有較長位長度的塊組各自具有偽固定長度。在這裡，後一種塊組只收集位長度較長的變長編碼數據塊。相應地，變長編碼數據塊的位長度的平均值理所當然地變得比以前的塊組大。因此，後來的塊組是以比以前的塊組位長度大得多的定長數據塊的形式發送的。
在實施本發明的這種方式中，多路切換線路11對塊的分割信息進行多路切換，並在前述的狀態下發送。但若由於動畫數據壓縮/編碼裝置2給出的塊的性質或特性(例如幀間和幀內編碼上的差異)，使塊的分割或分離是均勻地完成的，分割(或分離)信息的多路切換就不必要了。
採用這種方式時，偽定長處理的目標單元用「塊」的形式表示。但應指出，這種單元可以是任何希望的變長編碼或其碼組。
另外，在這種方式下，描述的是動畫數據。但應指出，本發明並不限於動畫數據，而同樣可以普遍地應用於變長編碼數據。
B.實現本發明的第二種方式圖4表示按照實現本發明的第二種方式的動畫編碼傳送裝置。動畫數據壓縮/編碼裝置2用與圖1相同的方法構成。這種方式下，偽定長處理裝置16如圖4所示，包括緩衝區17、定長線路18、分布數算術計算裝置19、判斷裝置20、分塊線路21和多路切換線路22。
採用上述配置時，變長編碼數據塊輸入偽定長處理裝置16，變長編碼數據塊在這裡形成塊組。然後數據塊按每個塊組存入緩衝區17。然後，緩衝區17中的變長編碼數據塊按每個塊組一個接一個地送到定長線路18，從而形成具有均勻一致的位長度的定長數據塊。
根據定長線路18中的處理，分布數算術計算線路19求出下列數值。
a.表示構成每個塊組的變長編碼數據塊分布到多少個定長數據塊上的分布數，b.構成每個塊組的變長編碼數據塊的平均位數。
然後，判斷線路20判斷對於構成每個塊組的變長編碼數據塊的分布數是否太多。判斷是通過將分布數算術計算線路19求得的分布數與預設的閾值加以比較而作出的。閾值預設為，例如，長度為固定時總槽數的2/3。分塊線路21將被判斷為分布數大於該閾值的變長編碼數據塊分割成多個位長度較小的數據塊，並將這些數據塊送回存於緩衝區17的原塊組。
這裡，分塊線路21把數據塊等分成幾塊，使得每塊的位長度小於各塊的平均位長度，然後將關於哪些塊被分割以及它們被分割成多少塊的信息輸出。
只要可能，分塊線路21就可以將數據塊分割成比塊小的變長編碼數據單元。在這種情況下，分割信息可能只是關於哪些塊被分割的信息。
分塊工作完成後，構成該塊組的變長編碼數據塊重新進行定長處理和判斷。
如果判斷線路判斷該塊組的全部變長編碼數據塊的分布數都小於閾值，則多路切換線路22將這些長度固定的數據塊連同分割信息一起以發送數據的形式輸出至輸出端14。
採用傳統技術時，定長線路18使儲存在緩衝區17中的變長編碼數據塊變成具有偽固定長度，然後直接以發送數據的形式輸出。與此相反，按照實施本發明的這種方式，分布數算術計算線路19、判斷線路20和分塊線路21作出判斷，看是否作出了適當的定長處理，亦即檢查定長處理完成之後是否存在其位分布在許多定長數據塊中的變長編碼數據塊。如果檢查結果是存在，則對有關的這些數據塊再進行分割。這樣做，即使有位長度顯著地大於其他變長編碼數據塊的變長編碼數據塊，而且幾乎所有的位都分布在其他定長數據塊中，也能避免錯碼由於對變長編碼數據塊採用偽定長處理方法而產生的有害影響。
儘管在這裡略去了有關描述，但是通過在解碼系統中進行尋找，與編碼系統中的過程正相反的過程，再根據經過多路切換的塊分割信息將曾經分割開的那些數據塊結合起來，就可以得到原來的影象數據。
圖5表示一個例子，其中圖4配置中的分塊線路21為組分離線路23所代替。在這個例子中，那些在判斷線路20中被判斷為具有大於閾值的分布數的塊，在組分離線路23中分離出來組成一個新的組，並被送回緩衝區17。此後，在定長處理線路18中重新使老的組和超過閾值的組具有偽固定長度。
雖然人為定長處理的單元用塊表示，但這個單元可以改為任何希望採用的變長碼或變長碼組。
在這種實現本發明的方式下，描述的是動畫數據，但應指出，本發明並不限於動畫數據，而同樣可以普遍地應用於變長編碼數據。
c.實現本發明的第三種方式圖6是方框圖，表示按照實現本發明的第三種方式的動畫編碼發送裝置。在本圖中，動畫數據壓縮/編碼裝置2具有與圖1相同的配置。這種方式下，偽定長處理裝置30與圖1的不同，它包括緩衝區31、位長度/順序算術計算線路32、閾值算術計算線路33、組分類線路34、定長處理線路35和多路切換線路36。
採用上述配置時，如前所述，變長編碼數據塊從動畫數據壓縮/編碼裝置2輸出，以可以構成多個塊組的塊為單元，輸入偽定長處理裝置30，並存入緩衝區31中。然後，位長度/順序算術計算線路32檢測存在緩衝區31中每個變長編碼數據塊的位長度，並按位長度順序地安排這些數據塊。然後，閾值算術計算線路33根據這個信息而確定用於把這些塊分為預定的幾個組的閾值。
這個閾值，例如，按如下方法建立。首先，按位長度較長的順序形成組。為了對組進行分類，對處於較低順序的塊預先求出位長度差。然後，分類在位長度差最大的兩塊之間進行，接著分類在位長度差次最大的兩塊之間進行，如此等等。然後將位於組分類的邊界上的塊的順序號用作閾值。這時，可以建立一個規則，規定在選擇閾值時，不應選擇具有相鄰的順序的相鄰的塊，以免建立只包括一個塊的組和包括大部分塊的組。
然後，組分類線路34根據這樣選出的閾值把這些塊分入幾個組。組分類線路34在進行組分類時，向多路切換線路36輸出說明哪個塊分類入哪一組的組分類信息。當組分類完成時，變長編碼數據塊從組分類線路34送回緩衝區31，並逐組送往定長處理線路35。定長處理線路35對數據塊進行定長處理。然後，多路切換線路36對具有偽定長度的數據，連同組分類信息數據一起進行多路切換，送往輸出端子37。
採用傳統技術時，塊是不論儲存在緩衝區31的變長編碼數據塊的位長度而進行分組的，然後直接發送給定長處理線路35，接著使之具有偽定長度。與此相反，按照實施本發明的這個方式，變長編碼數據塊按照位長度，通過長度/順序算術計算線路32、閾值算術計算線路33和組分類線路34分成幾組，然後才發送給定長處理線路35。這樣做，既然屬於不同塊組的塊的位長度差可以減小，位長度顯著地大於其他變長編碼數據塊的那些塊就變得難以存在於每一個塊組中。結果，位長度顯著地長於其他塊的變長編碼數據塊出現錯碼而造成特長數據塊解碼過程出現有害影響的問題就不大可能出現。
儘管在這裡略去了有關描述，但是通過在解碼系統中執行與編碼系統中的過程正相反的過程，再根據經過多路切換的組分類信息將曾經分成幾個組的數據塊從新安排成原來的順序，就可以得到原來的影象數據。
在實施本發明的這個方式中，組分類首先是在已經安排好具有較大位長度的塊之中，在位長度差最大的的那兩個塊之間完成的。但是，組分類並不限於此，任何其他適用的組分類算法都可以採用，例如，預先建立塊組的數目，然後進行組分類，使得每個塊組中的塊數相等。
在實施本發明的這個方式中，偽定長處理的目標單元用「塊」表示，但應指出，這個單元可以是任何希望採用的變長編碼數據或變長編碼數據組。
在這種方式下，描述的是動畫數據，但應指出，本發明並不限於動畫數據，而同樣可以普遍應用於變長編碼數據。
另外，在實施本發明的這個方式中，可以從實施本發明的第一或第二種方式中，選擇其一，與之結合。按照這樣的配置，即便是一個塊組中出現位長度顯著地長於其他變長編碼數據塊的數據塊，特長數據塊解碼時，其他塊出現錯碼造成有害影響的問題也能避免。
d.實現本發明的第四種方式圖7表示糾錯編碼系統，用來糾正從圖1至圖6所示類型的位長度偽定長處理的編碼系統輸出的傳送數據的錯碼。
具有偽定長度的傳送數據從輸入端子24輸入至糾錯編碼裝置25。這樣輸入的數據，長度固定的塊，逐組存入緩衝區26。然後，在糾錯能力/緩衝區數據讀出控制線路28的控制下，按預定的式樣，對緩衝區26執行數據讀出程序。所有以組的形式存在緩衝區的塊，逐漸讀出，先讀最高位，然後，在糾錯編碼線路27中進行糾錯編碼處理。糾錯是這樣執行的，使得靠近塊尾的區域的那些位糾錯能力較低。例如，J.Hagenauer在其所寫的「速率兼容的穿孔卷積碼(RCPC碼)及其應用」(IEEE Trans.On Communications，COM-26，pp.389-400，April 1988)中就描述了這樣一種糾錯方法。
圖8描述數據的讀出方法和當時的糾錯能力的程度。一般，數據是按圖8水平箭頭的方向讀出，首先讀塊1。但是，在糾錯編碼過程中，數據沿圖8垂直箭頭所指的方向。圖8剖面線的密度表示糾錯能力的高低。這就是說，每一塊的每一位，從前導頭開始，每個C1位，C2位，……CM，都是以不同的編碼因子進行糾錯處理的。這時，因為位是按圖8垂直箭頭所指的方向讀出的，所以，同時以其自己的編碼因子接受糾錯編碼過程的位數為N*Ci位。
在圖7所示的糾錯編碼線路27處理的那些數據，以最終發送數據的形式輸出至輸出端29。
採用傳統方法時，當完成某種糾錯處理時，塊往往是不應有地盈餘，難以得到有效的差錯恢復。採用位前向糾錯編碼(B-FEC)時，需要發送諸如編碼式樣等附加信息。另外，對於每一塊糾錯能力要頻繁地變化。
按照本發明，數據以這樣的方式進行安排，使得每塊的靈敏度呈階梯形增加。另外，因為經過偽定長處理位長度是固定的，這是很清楚的。為了得到這一特點的好處，所有的塊都從最高位讀出，並對於預定的每一段，使得它們分別編碼成具有不同的糾錯能力。這樣，按照本發明，不必發送諸如編碼式樣等附加信息和頻繁地改變糾錯能力，就可以有效地進行差錯恢復。
權利要求
1.一種變長編碼數據發送裝置，其特點在於它包括用於對每個由多個準備發送的變長編碼數據塊組成的塊組、計算對應於準備發送的各變長編碼數據塊的位長度的閾值的閾值算術計算裝置，用於判斷每個變長編碼數據塊是否具有超過閾值的位長度的判斷裝置，以及用於當該判斷裝置的判斷結果是肯定的時，將其位長度超過閾值的變長編碼數據塊分割成多個數據塊，並將數據塊送回原來的塊組的分塊裝置，利用通過所述分塊裝置所得的數據塊和每塊組的其餘變長編碼數據塊構成其位長度取平均值的定長數據塊並加以發送，從而使數據按每個定長數據塊進行同步。
2.一種變長編碼數據發送裝置，其特點在於它包括用於對每個由多個準備發送的變長編碼數據塊組成的塊組、計算對應於準備發送的各變長編碼數據塊的位長度的閾值的閾值算術計算裝置，用於判斷每個變長編碼數據塊是否具有超過閾值的位長度的判斷裝置，以及用於將其位長度超過閾值的變長編碼數據塊從該變長編碼數據塊所屬的塊組中分離出來，從而使分離出來的數據塊組成一個新的數據塊組的組分離裝置，利用每個塊組的變長編碼數據塊構成其位長度取平均值的定長數據塊並加以發送，從而使數據按每個定長數據塊進行同步。
3.根據權利要求1的變長數據發送裝置，其特點在於其中所述閾值算術計算裝置根據從屬於每個塊組的變長編碼數據塊的位長度平均值計算閾值。
4.根據權利要求2的變長數據發送裝置，其特點在於其中所述閾值算術計算裝置根據從屬於每個塊組的變長編碼數據塊的位長度平均值計算閾值。
5.一種變長數據發送裝置，其特點在於它包括用於利用每個由多個準備發送的變長編碼數據塊組成的塊組的變長編碼數據塊，構成其位長度等於平均長度水平的定長數據塊的定長處理裝置，用於計算說明每個變長編碼數據塊被該定長處理裝置分布到多少個定長數據塊中去的分布數的分布數算術計算裝置，用於將其分布數超過預定閾值的變長編碼數據塊分割成多個數據塊，並將這些數據塊送回原來的塊組的分塊裝置，所述定長處理裝置對所述分塊裝置處理過的每個塊組重新形成定長數據塊，所述數據塊以定長數據塊的形式發送，並對每個定長數據塊進行同步。
6.一種變長數據發送裝置，其特點在於它包括用於利用每個由多個準備發送的變長編碼數據塊組成的塊組的變長編碼數據塊，構成其位長度等於平均長度水平的定長數據塊的定長處理裝置，用於計算說明每個變長編碼數據塊被該定長處理裝置分布到多少個定長數據塊中去的分布數的分布數算術計算裝置，用於將其分布數超過閾值的變長編碼數據塊從該變長編碼數據塊所屬的塊組中分離出來，從而使分離出來的數據塊組成一個新的數據塊組的組分離裝置，所述定長處理裝置對所述組分離裝置處理過的每個塊組重新形成定長數據塊，所述數據塊以定長數據塊的形式發送，並對每個定長數據塊進行同步。
7.一種變長編碼數據發送裝置，其特點在於它包括用於將多個準備發送的變長編碼數據塊按其位長度分為幾個塊組的塊分組裝置，利用每個塊組的變長編碼數據塊構成其位長度取平均值的定長數據塊，並加以發送，從而使數據按每個定長數據塊進行同步。
8.根據權利要求1至7中的一項的變長數據發送裝置，其特點在於它還含有用於這樣進行差錯恢復的裝置，使得在每個定長數據塊中數據出現錯碼的靈敏度呈階梯型改變，並且在由多個定長數據塊組成的每個塊組中糾錯能力呈階梯型改變，而差錯恢復是從構成每個塊組的每個定長數據塊的最高位開始。
全文摘要
若使變長碼具有偽固定長度並發送，可避免由錯碼造成失步而出現有害影響，但若定長處理對象包括位長度特長的變長編碼塊，就難以有此優點。本發明的目的是排除此缺陷。為發送變長編碼塊，閥值算術計算線路(9)根據每個塊組的變長編碼塊位長度平均值求出閥值，判斷線路(10)判斷變長編碼塊位長度是否超過此閥值。分塊線路11將位長度超過此閥值者分成位長度較小的塊。這樣獲得的每塊的位長度固定地都等於平均長度並以此發送。
文檔編號H04N7/52GK1143861SQ96108888
公開日1997年2月26日 申請日期1996年7月26日 優先權日1995年8月3日
發明者安達悟, 三木俊雄, 大矢智之, 河原敏朗 申請人:Ntt移動通信網株式會社