[发明专利]对H.264视频数据进行分层信道编码的方法

说明书

联合研究

本申请由北方工业大学与北京交通大学信息所联合研究，并得到以下基金资助：北京市属高等学校人才强教深化计划项目(PHR201008187)；国家自然科学基金(No.60903066，No.60972085)；北京市自然科学基金(No.4102049)，教育部新教师基金(No.20090009120006)。

技术领域

本发明涉及H.264视频编码传输，并且更具体地，涉及一种采用分层形式对基于H.264标准的压缩视频流进行信道编码，以实现对H.264视频流的分层保护的方法。

背景技术

随着3G移动通信的飞速发展，人们对视频数据传输的可靠性和实时性要求越来越高。H.264作为新一代的视频编码标准，具有更高效的压缩比和更优越的网络适应性。然而高效的压缩比会使压缩视频流在传输过程中对信道误码更加敏感，特别是无线信道。一旦出现单个突发性错误，就可能严重干扰了解码端的正常解码，使解码视频的质量急剧下降。

H.264标准具有较高的编码效率和较强的抗误码特性，但H.264视频码流去掉了大量的时间和空间相关性，这将使得码流对信道误码非常敏感。

而现有技术中，信源编码(例如H.264、MPEG X等编码)是与信道编码分开进行的。在进行信道编码时，并不会考虑信源编码中不同数据可能容忍的信道误码率之间的差异，而一般采用一致性的均等方式对输入的压缩码流(例如采用H.26X、MPEG X标准进行压缩的输出码流)进行信道编码。在一个实例中，信道编码器将输入的视频流按与信源编码无关的特定规则划分为多个数据块，并针对每个数据块按照固定编码率(encoding rate)添加冗余信息。

为了实现视频在波动性强的无线信道上可靠传输，探索信源编码与信道编码的融合是一种有效方法。

因此，当前迫切需要一种能够通过将H.264信源编码与信道编码相结合，来提高H.264视频码流的抗误码特性且同时能够具有较高编码效率的视频流编码传输方法。

发明内容

本发明提出了一种能够高效地结合H.264信源编码与信道编码的特性的H.264视频传输方法，该方法能够在波动性强的信道环境下，通过对H.264视频流进行分层并针对各层添加不同的信道编码冗余，来实现对H.264视频流中重要性不同的数据的不平等保护，从而提高重构视频的主观和客观质量，增强了传输系统的鲁棒性。

为此，本发明首先对经过H.264编码的视频码流进行分层，随后采用一种基于以LDPC(低密度奇偶校验码)码进行的预编码的新的信道编码算法，来与这种H.264视频流分层保护相结合，从而实现对H.264视频码流的传输的分层保护。

在一个方案中，一种对H.264视频流进行信道编码的方法，包括以下步骤：按照H.264标准对输入的视频流进行编码，以得到H.264视频码流；按照在所述H.264视频码流进行解码时对解码的重要程度，将所述H.264视频码流分解为具有不同重要程度的多个层；以及采用LDPC(低密度奇偶校验码)预编码器对所述多个层中每个层的符号进行信道预编码，并随后对LDPC编码符号进行信道编码，以便为所述多个层中具有较高重要程度的层产生较多的冗余信息，并为所述多个层中具有较低重要程度的层产生较少的冗余信息；以及将添加了冗余信息的所述多个层合并后进行发射。

在另一个方案中，一种对H.264视频流进行信道编码的装置，包括：用于按照H.264标准对输入的视频流进行编码，以得到H.264视频码流的模块；用于按照在所述H.264视频码流进行解码时对解码的重要程度，将所述H.264视频码流分解为具有不同重要程度的多个层的模块；以及用于采用LDPC(低密度奇偶校验码)预编码器对所述多个层中每个层的符号进行信道预编码，并随后对LDPC编码符号进行信道编码，以便为所述多个层中具有较高重要程度的层产生较多的冗余信息，并为所述多个层中具有较低重要程度的层产生较少的冗余信息的模块；以及用于将添加了冗余信息的所述多个层合并后进行发射的模块。所述多个层包括：层A，其包含头信息；层B，其包含帧内编码模式以及帧内系数信息，并且其中，仅在层A被成功传输的情况下，所述层B中的数据才能够被用于解码；层C，其包含帧间编码模式以及帧间系数。

在另一个方案中，一种计算机程序产品，其包含指令，所述指令在由处理器执行时，实现如上所述的方法中的各个步骤。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的信源编码为信道编码提供分层信息的框图；

图2是一个具有视频编解码能力的通信终端的示意图；