專利名稱：多媒體通信的傳輸保護(hù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多媒體通信方法，特別涉及多媒體通信的傳輸保護(hù)方法。
背景技術(shù)：
多媒體通信尤其是數(shù)字視頻技術(shù)廣泛應(yīng)用于通信、計(jì)算機(jī)、廣播電視等領(lǐng)域，帶來了會(huì)議電視、可視電話及數(shù)字電視、媒體存儲(chǔ)等一系列應(yīng)用，促使了許多視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)生。國際電信聯(lián)盟電信標(biāo)準(zhǔn)部(InternationalTelecommunication Union Telecommunication Standardization Sector，簡(jiǎn)稱“ITU-T”)與國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(International Standardization Organization，簡(jiǎn)稱“ISO”)、國際電工委員會(huì)(International Electrotechnical Commission，簡(jiǎn)稱“IEC”)的運(yùn)動(dòng)圖像專家組(Moving Picture Expert Group，簡(jiǎn)稱“MPEG”)是制定視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)的兩大組織。ITU-T的標(biāo)準(zhǔn)包括H.261、H.263、H.263+、H.263++、H.264等視頻壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)，主要應(yīng)用于實(shí)時(shí)視頻通信領(lǐng)域，如會(huì)議電視；MPEG系列標(biāo)準(zhǔn)MPEG-3、MPEG-4，主要應(yīng)用于視頻存儲(chǔ)、廣播電視、因特網(wǎng)或無線網(wǎng)上的流媒體等。兩個(gè)組織也共同制定了一些標(biāo)準(zhǔn)，H.262標(biāo)準(zhǔn)等同于MPEG-2的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，而最新的H.264標(biāo)準(zhǔn)則被納入MPEG-4的第10部分。
H.261是ITU-T為在綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(Integrated Services DigitalNetwork，簡(jiǎn)稱“ISDN”)上開展雙向聲像業(yè)務(wù)(可視電話、視頻會(huì)議)而制定的，速率為64kb/s的整數(shù)倍。H.261的每幀圖像分成圖像幀層、宏塊組(Group of Block，簡(jiǎn)稱“GOB”)層、宏塊(Macro Block，簡(jiǎn)稱“MB”)層、塊(Block)層來處理。H.261是最早的運(yùn)動(dòng)圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)，它詳細(xì)制定了視頻編碼的各個(gè)部分，包括運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膸g預(yù)測(cè)、離散余弦變換(DigitalCosine Transform，簡(jiǎn)稱“DCT”)變換、量化、熵編碼，以及與固定速率的信道相適配的速率控制等部分。基于H.261發(fā)展的H.263是最早用于低碼率視頻編碼的ITU-T標(biāo)準(zhǔn)，隨后出現(xiàn)的第二版(H.263+)及H.263++增加了許多選項(xiàng)，使其具有更廣泛的適用性。
H.263的運(yùn)動(dòng)向量模式允許運(yùn)動(dòng)向量指向圖像以外的區(qū)域。當(dāng)某一運(yùn)動(dòng)向量所指的參考宏塊位于編碼圖像之外時(shí)，就用其邊緣的圖像象素值來代替，取得很大的編碼增益。先進(jìn)的預(yù)測(cè)模式允許一個(gè)宏塊中4個(gè)8×8亮度塊各對(duì)應(yīng)一個(gè)運(yùn)動(dòng)向量，從而提高了預(yù)測(cè)精度；兩個(gè)色度塊的運(yùn)動(dòng)向量則取這4個(gè)亮度塊運(yùn)動(dòng)向量的平均值。補(bǔ)償時(shí)，使用重疊的塊運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，8×8亮度塊的每個(gè)象素的補(bǔ)償值由3個(gè)預(yù)測(cè)值加權(quán)平均得到。使用該模式可以產(chǎn)生顯著的編碼增益，特別是采用重疊的塊運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，會(huì)減少塊效應(yīng)，提高主觀質(zhì)量。
目前，H.261與H.263在視頻通信中廣泛應(yīng)用，成熟的產(chǎn)品已經(jīng)很多。H.263與H.261相比，增加了若干選項(xiàng)，提供了更靈活的編碼方式，壓縮效率大大提高，更適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)傳輸。H.264標(biāo)準(zhǔn)的推出，是視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)的一次重要進(jìn)步，它與現(xiàn)有的MPEG-2、MPEG-4及H.263相比，具有明顯的優(yōu)越性，特別是在編碼效率上的提高，使之能用于許多新的領(lǐng)域。盡管H.264的算法復(fù)雜度是現(xiàn)有編碼壓縮標(biāo)準(zhǔn)的4倍以上，隨著集成電路技術(shù)的快速發(fā)展，H.264的應(yīng)用將成為現(xiàn)實(shí)。
在視頻通信中，關(guān)鍵數(shù)據(jù)保護(hù)和錯(cuò)誤掩蓋(Error Concealment)是非常重要的一種保證端到端服務(wù)質(zhì)量(Quality of Service，簡(jiǎn)稱“QoS”)的方法。因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)，尤其是互聯(lián)網(wǎng)或其它QoS不保證的IP或者分組交換網(wǎng)絡(luò)，無線網(wǎng)絡(luò)，會(huì)經(jīng)常因?yàn)楦鞣N原因發(fā)生丟包或者叫做分組丟失，那么壓縮視頻數(shù)據(jù)的一部分將丟失，在接收端就不能正確解碼，因?yàn)閴嚎s視頻碼流各部分之間可能存在相關(guān)性，因此丟失的數(shù)據(jù)不但影響其所包含部分信息的正確解碼，而且還影響依賴于它的其它信息的正確解碼。因此必須進(jìn)行必要的錯(cuò)誤掩蓋，才能保證正確解碼。錯(cuò)誤掩蓋就是，對(duì)于丟失的信息用前面已經(jīng)正確接收(或者也是通過錯(cuò)誤掩蓋)從而正確解碼的信息來近似替代，或者外推(extrapolate)出丟失的信息。
數(shù)字媒體和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)為人們的生活帶來了極大的方便，數(shù)字化的媒體便于訪問、復(fù)制、傳輸和編輯，但同時(shí)也帶來了對(duì)數(shù)字媒體版權(quán)的侵犯和對(duì)數(shù)字媒體內(nèi)容的篡改等問題。網(wǎng)絡(luò)的普及使數(shù)字媒體的交換和傳輸變成了一個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單的過程，信息的共享也達(dá)到了一個(gè)新的層次，但同時(shí)使信息被暴露的機(jī)會(huì)和受到攻擊的可能性大大增加。這就催生了作為最早用于進(jìn)行數(shù)字媒體版權(quán)保護(hù)的數(shù)字水印技術(shù)。
數(shù)字水印技術(shù)通過在原始媒體數(shù)據(jù)中嵌入一系列有意義或無意義的信息，使嵌入在原始媒體數(shù)據(jù)的水印信息始終與原始媒體數(shù)據(jù)共存，達(dá)到保護(hù)原始媒體數(shù)據(jù)版權(quán)和內(nèi)容完整的目的。隨著技術(shù)發(fā)展，除了版權(quán)保護(hù)外，數(shù)字水印技術(shù)在許多其他地方都有重要用途。
圖1給出了數(shù)字水印原理框圖。圖中主媒體I0一般是視頻、音頻等原始的或壓縮后的多媒體數(shù)據(jù)，待隱藏的數(shù)據(jù)b0相對(duì)于I0只有較少的數(shù)據(jù)。嵌有水印的媒體I1與I0的差別是水印的嵌入產(chǎn)生的失真，一般要求這種失真是不易為人類感知的。I1經(jīng)過一定的處理得到媒體I2，如數(shù)據(jù)壓縮、噪聲污染以及對(duì)水印有意的攻擊等，這些處理可以統(tǒng)一看成噪聲。因此從I2提取出的水印b1相對(duì)于原始水印b0可能會(huì)有一些失真，如果I2與I1相同，從I2提取出的水印b1也應(yīng)與原始水印b0相同。
水印嵌入和提取的一般數(shù)學(xué)模型為設(shè)I0、I1分別表示原始數(shù)據(jù)和嵌入水印后的數(shù)據(jù)，b0為原始水印，則水印的嵌入過程可以表示為I1＝I0+f(I0，b0)，其中f(I0，b0)表示水印的嵌入算法。水印檢測(cè)過程可以表示為若假設(shè)H0b1＝I2-I0＝N成立，則無水?。蝗艏僭O(shè)H1b1＝I2-I0＝b0+N成立，則有水印，其中，N為噪聲，例如由數(shù)據(jù)壓縮、噪聲污染以及對(duì)水印有意的攻擊等引起。嵌有水印的數(shù)據(jù)經(jīng)過處理后會(huì)產(chǎn)生一定的失真，因而從經(jīng)過處理后的數(shù)據(jù)中檢測(cè)到的水印可能會(huì)在一定程度上與原始水印有所差別。
水印的檢測(cè)技術(shù)一般采用經(jīng)典的信號(hào)檢測(cè)(Signal Detection)技術(shù)實(shí)現(xiàn)，作為信號(hào)檢測(cè)技術(shù)是研究如何判斷噪聲中是否存在目標(biāo)信號(hào)，比如雷達(dá)回波信號(hào)中是否包含來自目標(biāo)的反射信號(hào)等，如果存在，如何利用統(tǒng)計(jì)原理進(jìn)行最優(yōu)信號(hào)提取等。判斷噪聲中是否存在信號(hào)，采用統(tǒng)計(jì)假設(shè)檢驗(yàn)的方法(Statistic Hypothesis Test/Validation)。在水印檢測(cè)中，首先給出兩個(gè)假設(shè)H0和H1，根據(jù)檢驗(yàn)的結(jié)果知道哪個(gè)假設(shè)成立，從而知道是否存在水印。
從視頻關(guān)鍵數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)來說，目前存在多種方法，大致分為以下幾類非等重保護(hù)(UnEqual Protection，簡(jiǎn)稱“UEP”)措施是指對(duì)于碼流中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，在采取多種主動(dòng)抗丟包和抗誤碼措施，比如前向糾錯(cuò)編碼(Forward Error Code，簡(jiǎn)稱“FEC”)，糾刪碼(Erasure Codes)等，進(jìn)行區(qū)別于普通數(shù)據(jù)的保護(hù)；利用通信協(xié)議中的自定義區(qū)段，對(duì)于關(guān)鍵信息進(jìn)行備份，這種方法因具體協(xié)議不同而不同，比如針對(duì)H.263/H.263+國際標(biāo)準(zhǔn)，就可以利用其中圖像增強(qiáng)信息(Picture Enhancement Information，簡(jiǎn)稱“PEI”)域進(jìn)行關(guān)鍵數(shù)據(jù)備份；數(shù)據(jù)分割(Data Partition)是指對(duì)于關(guān)鍵數(shù)據(jù)利用單獨(dú)的碼流進(jìn)行傳送。
而從錯(cuò)誤掩蓋技術(shù)來說，目前也有很多種，大致分為以下幾類時(shí)間域掩蓋方法就是采用時(shí)間軸上相鄰的幀的信息來推算丟失數(shù)據(jù)。推算的方法可以是簡(jiǎn)單采用相鄰幀相同位置的數(shù)據(jù)代替丟失數(shù)據(jù)；考慮運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)因素，根據(jù)相鄰幀數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)。除此還有更加復(fù)雜的掩蓋策略，但是計(jì)算量非常大；
空間域掩蓋方法就是利用丟失數(shù)據(jù)區(qū)域的空間相鄰區(qū)域來進(jìn)行錯(cuò)誤掩蓋。同樣的方法還有簡(jiǎn)單用鄰域替代；基于數(shù)據(jù)融合的有多個(gè)空間相鄰區(qū)域推算丟失數(shù)據(jù)，比如空間插值；代數(shù)反演法，把丟包過程用一個(gè)線性模型建模，其輸入是丟包前數(shù)據(jù)，輸出是正確接收到的數(shù)據(jù)，利用代數(shù)反演的方法，比如最小二乘法，從輸出來反演輸入，用反演結(jié)果來替代錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，這種方法計(jì)算量大；時(shí)空聯(lián)合掩蓋方法則是聯(lián)合使用空間域和時(shí)間域的誤碼掩蓋。比如，根據(jù)丟失數(shù)據(jù)的特點(diǎn)和相鄰時(shí)間數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)的情況，采用某種策略確定用空間域掩蓋還是時(shí)間域掩蓋更好，然后實(shí)施這種更好的掩蓋策略，或者融合空間數(shù)據(jù)和時(shí)間數(shù)據(jù)，共同進(jìn)行掩蓋。
事實(shí)上，錯(cuò)誤掩蓋相關(guān)的前提是誤碼檢測(cè)和定位，準(zhǔn)確的誤碼檢測(cè)及定位是誤碼被正確掩蓋的前提?，F(xiàn)有的誤碼檢測(cè)方法是利用視頻信號(hào)的特征，進(jìn)行誤碼檢測(cè)；或?qū)σ曨l碼流進(jìn)行語法檢查，如出現(xiàn)非法可變長度編碼(Variable Length Codes，簡(jiǎn)稱“VLC”)碼字，運(yùn)動(dòng)向量超出了圖像范圍或恢復(fù)的DCT系數(shù)超出范圍等等，都認(rèn)為是由誤碼引起的錯(cuò)誤。根據(jù)視頻信號(hào)特征進(jìn)行誤碼檢測(cè)的方法是基于“視頻信號(hào)是平穩(wěn)的”這一假設(shè)，但這種假設(shè)在實(shí)際系統(tǒng)中通常是不成立的，因而常常出現(xiàn)虛檢錯(cuò)誤；碼流的語法檢查方法則無法準(zhǔn)確限定出錯(cuò)位置。因此使用這些方法進(jìn)行誤碼定位的準(zhǔn)確率比較低，一般為5-15％。因此，錯(cuò)誤掩蓋的前提是準(zhǔn)確的誤碼檢測(cè)，也就是說誤碼檢測(cè)是(尤其是無線信道)錯(cuò)誤掩蓋的首要工作。
另外，目前還沒有同時(shí)將關(guān)鍵數(shù)據(jù)保護(hù)和錯(cuò)誤掩蓋有效結(jié)合起來的方法。
在實(shí)際應(yīng)用中，上述方案存在以下問題在關(guān)鍵數(shù)據(jù)保護(hù)方面，采用UEP來保護(hù)關(guān)鍵數(shù)據(jù)，需要增加額外開銷，增加碼流量。一般來說，丟包發(fā)生往往是因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞，帶寬變窄引起的，如果為了保護(hù)關(guān)鍵數(shù)據(jù)，反而去增大流量，這是這種方法的一個(gè)邏輯矛盾，因此也使得使用效果不佳。另外，利用通信協(xié)議中的自定義區(qū)段方法雖然有其巧妙之處，但是依賴具體協(xié)議，缺乏一般性。而數(shù)據(jù)分割方法則太復(fù)雜，難以實(shí)用。直接從前幀的關(guān)鍵數(shù)據(jù)替換或者外推當(dāng)前幀數(shù)據(jù)，只適合某些關(guān)鍵數(shù)據(jù)，缺乏通用性。
而其他的錯(cuò)誤掩蓋方法只能暫時(shí)掩蓋誤碼導(dǎo)致的失真，而且簡(jiǎn)單的方法產(chǎn)生的效果不好，復(fù)雜的方法計(jì)算量大，對(duì)于終端的處理能力要求高，另外更嚴(yán)重的問題是現(xiàn)有的誤碼檢測(cè)方法準(zhǔn)確率太低，直接限制了錯(cuò)誤掩蓋的效果。
造成這種情況的主要原因在于，單獨(dú)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)保護(hù)方法要么需要額外的開銷而無法解決根本的網(wǎng)絡(luò)擁塞問題，要么太復(fù)雜難以實(shí)現(xiàn)或者沒有通用性；單獨(dú)的誤碼掩蓋方法對(duì)視頻質(zhì)量提高效果不夠好，耗費(fèi)處理資源，同時(shí)也沒有準(zhǔn)確率高的誤碼檢測(cè)機(jī)制作為前提。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種多媒體通信的傳輸保護(hù)方法，使得在不增加通信系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)的前提下，提高多媒體通信服務(wù)質(zhì)量。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種多媒體通信的傳輸保護(hù)方法，包含以下步驟A在發(fā)端用數(shù)字水印對(duì)關(guān)鍵數(shù)據(jù)做備份保護(hù)；B在收端提取數(shù)字水印得到關(guān)鍵數(shù)據(jù)備份，由其檢測(cè)多媒體數(shù)據(jù)誤碼；C對(duì)發(fā)生誤碼的多媒體數(shù)據(jù)進(jìn)行錯(cuò)誤掩蓋。
其中，所述步驟A包含以下子步驟將多媒體數(shù)據(jù)分塊處理，對(duì)當(dāng)前塊的所述關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行備份編碼；用數(shù)字水印將所述當(dāng)前塊的關(guān)鍵數(shù)據(jù)的備份編碼嵌入到所述當(dāng)前塊對(duì)應(yīng)的保護(hù)塊的非關(guān)鍵數(shù)據(jù)編碼中；其中，所述保護(hù)塊不同于但對(duì)應(yīng)于所述當(dāng)前塊。
此外在所述方法中，所述步驟B包含以下子步驟從所有所述保護(hù)塊中提取數(shù)字水印得到其所對(duì)應(yīng)的被保護(hù)塊的關(guān)鍵數(shù)據(jù)備份；首先，根據(jù)以下第一準(zhǔn)則判斷當(dāng)前塊是否正確如果當(dāng)前塊的關(guān)鍵數(shù)據(jù)備份與本身所傳輸?shù)年P(guān)鍵數(shù)據(jù)一致，或者當(dāng)前塊所對(duì)應(yīng)的被保護(hù)塊的關(guān)鍵數(shù)據(jù)備份與該被保護(hù)塊本身所傳輸?shù)年P(guān)鍵數(shù)據(jù)一致，則當(dāng)前塊正確；其次，對(duì)于沒有被所述第一準(zhǔn)則判斷為正確的數(shù)據(jù)塊，根據(jù)以下第二準(zhǔn)則判斷當(dāng)前塊是否錯(cuò)誤如果當(dāng)前塊的關(guān)鍵數(shù)據(jù)備份與本身所傳輸?shù)年P(guān)鍵數(shù)據(jù)不一致并且當(dāng)前塊所對(duì)應(yīng)的保護(hù)塊正確，或者當(dāng)前塊所對(duì)應(yīng)的被保護(hù)塊的關(guān)鍵數(shù)據(jù)備份與該被保護(hù)塊本身所傳輸?shù)年P(guān)鍵數(shù)據(jù)不一致且該被保護(hù)塊正確，則當(dāng)前塊錯(cuò)誤。
此外在所述方法中，所述多媒體通信用運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償編碼方法傳輸，所述步驟B還包含以下子步驟對(duì)于沒有被所述第一準(zhǔn)則、第二準(zhǔn)則判斷為正確或錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)塊，根據(jù)以下第三準(zhǔn)則判斷當(dāng)前塊是否錯(cuò)誤如果當(dāng)前塊的參考編碼塊錯(cuò)誤，則當(dāng)前塊錯(cuò)誤。
此外在所述方法中，所述步驟C包含子步驟，當(dāng)前塊錯(cuò)誤時(shí)，如果其所對(duì)應(yīng)的保護(hù)塊正確，則用當(dāng)前塊的關(guān)鍵數(shù)據(jù)備份作為其關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼。
此外在所述方法中，所述步驟C包含子步驟，當(dāng)前塊錯(cuò)誤時(shí)，如果其所對(duì)應(yīng)的保護(hù)塊錯(cuò)誤，則用與當(dāng)前塊鄰近且正確的一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)塊的關(guān)鍵數(shù)據(jù)的平均值作為當(dāng)前塊的關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼。
此外在所述方法中，所述平均值以下之一
算術(shù)平均值、加權(quán)平均值、幾何平均值、調(diào)和平均值、或中值平均值，或者是上述任何一種平均值在去掉被平均數(shù)組的最大值和最小值后的平均結(jié)果，即去掉被平均數(shù)組的最大值和最小值后的算術(shù)平均值、加權(quán)平均值、幾何平均值、調(diào)和平均值及中值平均值此外在所述方法中，所述多媒體通信的傳輸方法為H.261、H.263、H.263+、H.263++、H.264、運(yùn)動(dòng)圖像專家組標(biāo)準(zhǔn)1、運(yùn)動(dòng)圖像專家組標(biāo)準(zhǔn)2、運(yùn)動(dòng)圖像專家組標(biāo)準(zhǔn)4的部分2和部分10中的任意一種。
此外在所述方法中，所述關(guān)鍵數(shù)據(jù)為包含宏塊的運(yùn)動(dòng)向量、視頻序列結(jié)構(gòu)參數(shù)、圖象幀的結(jié)構(gòu)參數(shù)、塊組結(jié)構(gòu)參數(shù)、圖像增強(qiáng)信息、或補(bǔ)充增強(qiáng)信息。
此外在所述方法中，所述非關(guān)鍵數(shù)據(jù)為彩色圖象亮度分量信號(hào)或者灰度圖象的灰度信號(hào)的離散余弦變換交流系數(shù)中的序號(hào)為7到12的之間的任意兩個(gè)系數(shù)，例如8和9兩個(gè)系數(shù)。
此外在所述方法中，所述運(yùn)動(dòng)向量的備份編碼方法包含以下步驟分別以4比特對(duì)所述運(yùn)動(dòng)向量的橫向分量、縱向分量編碼；其中，所述4比特編碼對(duì)應(yīng)表示所述橫向分量或縱向分量的任意16種互易的離散取值情況。
此外在所述方法中，所述步驟B的所述第一準(zhǔn)則、第二準(zhǔn)則中，根據(jù)以下第四準(zhǔn)則判斷所述關(guān)鍵數(shù)據(jù)備份與所述關(guān)鍵數(shù)據(jù)是否一致如果所述運(yùn)動(dòng)向量備份編碼中其橫向分量和縱向分量共8比特表示的取值情況與對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)塊本身傳輸?shù)乃鲞\(yùn)動(dòng)向量的取值情況符合，則所述運(yùn)動(dòng)向量備份與所述運(yùn)動(dòng)向量一致。
此外在所述方法中，所述多媒體數(shù)據(jù)為圖像幀序列；每個(gè)所述圖像幀分為至少兩個(gè)數(shù)據(jù)塊組；
每個(gè)所述數(shù)據(jù)塊組分為至少兩個(gè)所述數(shù)據(jù)塊；每個(gè)所述數(shù)據(jù)塊至少包含4個(gè)亮度分量信號(hào)塊；每個(gè)所述數(shù)據(jù)塊所對(duì)應(yīng)的保護(hù)塊為其后一個(gè)所述數(shù)據(jù)塊組中滿足預(yù)設(shè)一一對(duì)應(yīng)關(guān)系的數(shù)據(jù)塊；每個(gè)所述數(shù)據(jù)塊所對(duì)應(yīng)的被保護(hù)塊為其前一個(gè)所述數(shù)據(jù)塊組中滿足所述預(yù)設(shè)一一對(duì)應(yīng)關(guān)系的數(shù)據(jù)塊；每個(gè)所述數(shù)據(jù)塊所對(duì)應(yīng)的參考數(shù)據(jù)塊為同一數(shù)據(jù)塊組中前一個(gè)數(shù)據(jù)塊。
此外在所述方法中，在所述預(yù)設(shè)一一對(duì)應(yīng)關(guān)系中，每個(gè)所述數(shù)據(jù)塊所對(duì)應(yīng)的保護(hù)塊為其后一個(gè)所述數(shù)據(jù)塊組中相同位置的數(shù)據(jù)塊；每個(gè)所述數(shù)據(jù)塊所對(duì)應(yīng)的被保護(hù)塊為其前一個(gè)所述數(shù)據(jù)塊組中相同位置的數(shù)據(jù)塊。
此外在所述方法中，所述步驟A中進(jìn)行所述關(guān)鍵數(shù)據(jù)備份的數(shù)字水印嵌入時(shí)，將所述運(yùn)動(dòng)向量的8比特備份編碼分別插入到對(duì)應(yīng)保護(hù)塊的4個(gè)所述亮度分量或者灰度信號(hào)塊的離散余弦變換交流系數(shù)中所述序號(hào)為7到12的任意兩個(gè)系數(shù)的編碼中，例如可以是8和9兩個(gè)系數(shù)。
此外在所述方法中，將所述運(yùn)動(dòng)向量備份編碼的比特插入到對(duì)應(yīng)的所述離散余弦變換系數(shù)的編碼中的規(guī)則如下按照所述運(yùn)動(dòng)向量備份編碼的比特，將所述離散余弦變換的編碼變?yōu)榕c其編碼前的值最接近的值的偶數(shù)或奇數(shù)編碼。
此外在所述方法中，所述步驟C中，當(dāng)前塊錯(cuò)誤時(shí)，如果其所對(duì)應(yīng)的保護(hù)塊正確，則用當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)向量備份反推當(dāng)前塊在前一圖像幀中的參考?jí)K的位置，并用該參考?jí)K代替當(dāng)前塊。
此外在所述方法中，所述步驟C中，當(dāng)前塊錯(cuò)誤時(shí)，如果其所對(duì)應(yīng)的保護(hù)塊錯(cuò)誤，則用當(dāng)前圖像幀中與當(dāng)前塊鄰近且正確的一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)塊的運(yùn)動(dòng)向量的平均值來反推當(dāng)前塊在前一圖像幀中的參考?jí)K的位置，并用該參考?jí)K代替當(dāng)前塊。
通過比較可以發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)的主要區(qū)別在于，采用數(shù)字水印技術(shù)在壓縮圖像的非關(guān)鍵數(shù)據(jù)編碼中隱藏關(guān)鍵數(shù)據(jù)信息，以在不增加通信負(fù)擔(dān)的前提下有效地保護(hù)多媒體通信的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，以提高多媒體通信服務(wù)質(zhì)量；通過數(shù)字水印保護(hù)下的關(guān)鍵數(shù)據(jù)保護(hù)備份來檢測(cè)正常傳輸?shù)年P(guān)鍵數(shù)據(jù)是否正確，由此來檢測(cè)傳輸誤碼；用前后宏塊組中相同位置的宏塊進(jìn)行循環(huán)相互備份；對(duì)運(yùn)動(dòng)向量進(jìn)行編碼，然后嵌入到相對(duì)不重要的DCT變換系數(shù)中，以實(shí)現(xiàn)數(shù)字水印，同時(shí)保證視頻數(shù)據(jù)盡量不受影響；在誤碼發(fā)生時(shí)，如果關(guān)鍵數(shù)據(jù)備份正確，則直接替代原關(guān)鍵數(shù)據(jù)，否則用同一幀內(nèi)相鄰宏塊的關(guān)鍵數(shù)據(jù)的平均值近似替代原關(guān)鍵數(shù)據(jù)。
這種技術(shù)方案上的區(qū)別，帶來了較為明顯的有益效果，即用經(jīng)過巧妙設(shè)計(jì)的數(shù)字水印技術(shù)對(duì)關(guān)鍵數(shù)據(jù)做保護(hù)備份，可以在不增加通信系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)、且不影響傳輸質(zhì)量的前提下，方便、高效地實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵數(shù)據(jù)的保護(hù)，基于此實(shí)現(xiàn)誤碼檢測(cè)和錯(cuò)誤掩蓋的結(jié)合，從而大大提高多媒體通信服務(wù)質(zhì)量，由此提高視頻通信類產(chǎn)品，如可視電話、第三代移動(dòng)終端、視頻會(huì)議、網(wǎng)絡(luò)電視等的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。


圖1是數(shù)字水印技術(shù)原理示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的多媒體通信的傳輸系統(tǒng)示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的第一和第二實(shí)施例的多媒體通信的傳輸保護(hù)方法流程圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的H.263視頻數(shù)據(jù)分塊方案示意圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的實(shí)驗(yàn)結(jié)果視頻質(zhì)量對(duì)比示意圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的實(shí)驗(yàn)結(jié)果PSNR對(duì)比示意圖。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
發(fā)明的關(guān)鍵思路是利用數(shù)字水印在多媒體數(shù)據(jù)中嵌入一些水印數(shù)據(jù)，來保護(hù)多媒體通信的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，比如諸多運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)編碼標(biāo)準(zhǔn)中的運(yùn)動(dòng)向量(Motion Vector)數(shù)據(jù)的保護(hù)。關(guān)鍵數(shù)據(jù)作為水印在發(fā)送端多媒體壓縮編碼過程中嵌入到多媒體數(shù)據(jù)中，成為了關(guān)鍵數(shù)據(jù)的保護(hù)冗余備份，除了在多媒體碼流本身中傳輸外，關(guān)鍵數(shù)據(jù)還以水印數(shù)據(jù)的形式進(jìn)行了備份，然后隨碼流同時(shí)發(fā)送，接收端收到后，可以通過提取水印數(shù)據(jù)，得到這些重要的媒體數(shù)據(jù)及其備份，從而達(dá)到關(guān)鍵數(shù)據(jù)保護(hù)的目的，在關(guān)鍵數(shù)據(jù)丟失時(shí)，可以利用備份來恢復(fù)。
通過對(duì)于數(shù)字水印的利用，在不增加通信負(fù)擔(dān)也不降低多媒體通信質(zhì)量的前提下，實(shí)現(xiàn)了對(duì)關(guān)鍵數(shù)據(jù)的保護(hù)。本發(fā)明基于數(shù)字水印對(duì)關(guān)鍵數(shù)據(jù)的保護(hù)，提出的有效的誤碼檢測(cè)方法，即通過比較從水印提取的運(yùn)動(dòng)向量與視頻解碼得到的運(yùn)動(dòng)向量進(jìn)行誤碼檢測(cè)，大大提高了誤碼檢測(cè)的準(zhǔn)確性，并且利用從水印提取的運(yùn)動(dòng)向量對(duì)錯(cuò)誤塊進(jìn)行錯(cuò)誤掩蓋，很好地改善了視頻恢復(fù)質(zhì)量。
利用關(guān)鍵數(shù)據(jù)備份進(jìn)行誤碼檢測(cè)，可以精確檢測(cè)誤碼的發(fā)生，最后本發(fā)明通過錯(cuò)誤掩蓋來提高多媒體通信服務(wù)質(zhì)量，錯(cuò)誤掩蓋可以通過用關(guān)鍵數(shù)據(jù)備份代替關(guān)鍵數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)，如果關(guān)鍵數(shù)據(jù)備份也出錯(cuò)，則通過空間域的簡(jiǎn)單替代實(shí)現(xiàn)。
由此可見，本發(fā)明基本上由三步實(shí)現(xiàn)首先在發(fā)送端利用數(shù)字水印嵌入關(guān)鍵數(shù)據(jù)備份，并能在接收端提取數(shù)字水印，獲取所保護(hù)關(guān)鍵數(shù)據(jù)；其次根據(jù)關(guān)鍵數(shù)據(jù)的備份和本身傳輸?shù)年P(guān)鍵數(shù)據(jù)對(duì)比，判斷相關(guān)多媒體數(shù)據(jù)是否發(fā)生誤碼的方法，以高效檢測(cè)誤碼情況的發(fā)生；最后對(duì)發(fā)生誤碼的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)錯(cuò)誤掩蓋。
下面以基于塊-運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)囊曨l壓縮算法系列標(biāo)準(zhǔn)為例，特別是H.263標(biāo)準(zhǔn)，來詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方案，同樣對(duì)于其他已有標(biāo)準(zhǔn)，比如前述的H.261、H.263、H.263+、H.263++、H.264、MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4的part2 & part10等，或者將來會(huì)有的采用同樣機(jī)理的標(biāo)準(zhǔn)，則類似的可以擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)。
圖2示出了本發(fā)明的第一實(shí)施例的通信系統(tǒng)框圖。在編碼器執(zhí)行編碼過程中，運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)中獲得的運(yùn)動(dòng)向量，分別送到VLC模塊和水印嵌入模塊。送到VLC模塊的運(yùn)動(dòng)向量按正常的方法編碼，并復(fù)合到輸出碼流(即正常的協(xié)議處理流程)；而送到水印嵌入模塊的運(yùn)動(dòng)向量，經(jīng)過處理后，疊加到量化后的DCT系數(shù)上，然后通過VLC編碼，復(fù)合到輸出碼流。
本發(fā)明的實(shí)施例將關(guān)鍵數(shù)據(jù)即運(yùn)動(dòng)向量嵌入到壓縮圖像的DCT系數(shù)中，在解碼端根據(jù)提取的數(shù)字水印來進(jìn)行誤碼檢測(cè)和掩蓋。熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，其他非關(guān)鍵數(shù)據(jù)也可以作為載體來嵌入關(guān)鍵數(shù)據(jù)的水印備份，照樣實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的而不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍。而本發(fā)明的第一實(shí)施例中將數(shù)字水印嵌入到變換域的DCT系數(shù)中，是由于DCT系數(shù)中的高頻分量對(duì)人視覺的影響較少，因此這樣的不重要的數(shù)據(jù)編碼比較適合嵌入水印，從而能夠保護(hù)原視頻傳輸?shù)馁|(zhì)量。
事實(shí)上，按照水印信號(hào)嵌入的方式，可以將數(shù)字水印技術(shù)分為空間域的數(shù)字水印技術(shù)和變換域的數(shù)字水印技術(shù)?？臻g域的數(shù)字水印技術(shù)是直接在媒體的空間域嵌入水印信息，如直接在圖像像素中嵌入信息。變換域的數(shù)字水印技術(shù)是先將媒體作種變換，如離散傅立葉變換、離散余弦變換或離散小波變換等，然后再在變換域中嵌入水印信息。變換域水印技術(shù)相對(duì)于空間域水印有很多好處，比如可以把水印加入引起的額外圖像能量均勻分布到被嵌入圖像的各個(gè)部分，使得水印加入后的可見影響降低到最低限度。因此本發(fā)明的實(shí)施例采用了在變換域嵌入水印的方法。
圖3示出了本發(fā)明的第一實(shí)施例中視頻通信的傳輸保護(hù)方法的總流程。
首先在步驟301中，將多媒體數(shù)據(jù)分塊處理，對(duì)當(dāng)前塊的關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行備份編碼。
如上所述，首先要進(jìn)行就是在發(fā)端用數(shù)字水印對(duì)關(guān)鍵數(shù)據(jù)做備份保護(hù)。結(jié)合現(xiàn)有的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償或其他視頻壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于視頻數(shù)據(jù)的處理是分塊進(jìn)行的。比如在H.263標(biāo)準(zhǔn)中，視頻流分為圖像幀序列，每個(gè)圖像幀分為多個(gè)GOB，每個(gè)GOB對(duì)應(yīng)一行MB，每個(gè)MB又包含4個(gè)8×8亮度分量信號(hào)B1...B4和2個(gè)色差分量信號(hào)。圖4示出了這種分塊方案。每個(gè)MB由兩個(gè)數(shù)字指示其位置，第一個(gè)下標(biāo)為行號(hào)也即所屬GOB號(hào)，第二個(gè)下標(biāo)為列號(hào)也即在GOB中的序號(hào)。
關(guān)鍵數(shù)據(jù)的備份編碼就是專門用于嵌入水印之前的編碼，該編碼方式可以區(qū)別于正常的編碼方式。本發(fā)明第一實(shí)施例中，對(duì)于運(yùn)動(dòng)向量(MV)的備份編碼，用量化的方法實(shí)現(xiàn)。運(yùn)動(dòng)向量分為橫向(X)分量和縱向(Y)分量，分別表示當(dāng)前宏塊相對(duì)于其前幀參考宏塊在水平和垂直方面的位移量。備份編碼時(shí)分別以4比特對(duì)兩個(gè)分量編碼，4比特編碼可以代表16種碼字，對(duì)應(yīng)表示橫向分量或縱向分量的以下16種取值情況小于-3、-3、-2.5、-2、-1.5、-1、-0.5、0、0.5、1、1.5、2、2.5、3、3.5、大于3.5。
這里將兩端超出一定量化范圍的情況用一個(gè)碼字表示，這樣的量化方法具有良好的性能和編碼效率。事實(shí)上，由于MV各個(gè)分量取值主要集中在零附近，對(duì)大量實(shí)際視頻序列測(cè)試得到的運(yùn)動(dòng)向量各個(gè)分量主要集中在[-2，2]區(qū)間內(nèi)。為了盡量減小運(yùn)動(dòng)向量的嵌入對(duì)圖像帶來的影響，把運(yùn)動(dòng)向量的分量的取值在[-3，3.5]的區(qū)間內(nèi)進(jìn)行均勻量化，而這個(gè)區(qū)間的兩端以外各用一個(gè)碼字表示。這樣大大縮小了MV的編碼量，減少了數(shù)據(jù)量，提高水印嵌入的可行性，同時(shí)也能保證關(guān)鍵數(shù)據(jù)編碼損失較少。
事實(shí)上采用上述非均勻量化之后，對(duì)于每個(gè)分量，當(dāng)|MV|≤3時(shí)，可以用嵌入正確的MV完全恢復(fù)上一行受損的MV，而|MV|＞3.5時(shí)，雖然不能恢復(fù)受損的MV，但通過取值范圍的比較可以確定誤碼影響的范圍，達(dá)到誤碼檢測(cè)的目的。
這里對(duì)嵌入的MV采用定長(4bit)編碼，是為了便于以后的誤碼檢測(cè)，比如每個(gè)分量對(duì)應(yīng)的編碼結(jié)果為0000到1111，可以依次對(duì)應(yīng)上面所述16種取值情況，碼表舉例如表一。該表對(duì)應(yīng)于特殊情況，只是作為一個(gè)特例，具體應(yīng)用中可以按情況取值。
表一

然后在步驟302中，用數(shù)字水印將當(dāng)前塊的關(guān)鍵數(shù)據(jù)的備份編碼嵌入到當(dāng)前塊對(duì)應(yīng)的保護(hù)塊的非關(guān)鍵數(shù)據(jù)編碼中。其中保護(hù)塊不同于但對(duì)應(yīng)于當(dāng)前塊，也就是說每個(gè)數(shù)據(jù)塊都有其他一個(gè)數(shù)據(jù)塊作為它的保護(hù)塊，同時(shí)它本身也是另外一個(gè)數(shù)據(jù)塊的保護(hù)塊。
以圖3所示的H.263等編碼方案為例，碼流中的每一層都有對(duì)應(yīng)的起始碼，GOB的起始碼在傳輸中又起到同步的作用。通過檢查GOB的起始碼，可以將比特錯(cuò)誤限制在所在的GOB中，不會(huì)影響到下一個(gè)GOB中去。因此可以選擇將上一行MB例如GOB1的MB1，m的運(yùn)動(dòng)向量在其下一行GOB2的MB2，m中進(jìn)行保護(hù)，即當(dāng)前MB的下一行對(duì)應(yīng)位置的MB是其保護(hù)塊，同理當(dāng)前MB就是上一行對(duì)應(yīng)位置MB的保護(hù)塊，也稱上一行對(duì)應(yīng)位置的MB為當(dāng)前MB的被保護(hù)塊，如果是最后一行則由第一行保護(hù)。經(jīng)過這樣行與行之間的循環(huán)保護(hù)，可以實(shí)現(xiàn)有效的備份，比如在GOB2沒有誤碼時(shí)，即使GOB1中的數(shù)據(jù)出錯(cuò)，也可以恢復(fù)GOB1的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，從而用于有效的錯(cuò)誤掩蓋。
前面已經(jīng)提到數(shù)據(jù)水印的內(nèi)容為關(guān)鍵數(shù)據(jù)即運(yùn)動(dòng)向量，而沒有給出數(shù)字水印的載體是什么。當(dāng)然，由于關(guān)鍵數(shù)據(jù)的編碼本身是重要的，因此不能再將關(guān)鍵數(shù)據(jù)的備份水印嵌入到關(guān)鍵數(shù)據(jù)的編碼中，這樣的做法在邏輯上是矛盾的。本發(fā)明的第一實(shí)施例中，以H.263為例，采用相對(duì)不重要的數(shù)據(jù)編碼作為水印的載體，以保證視頻流本身傳輸質(zhì)量不受損。前面已經(jīng)提到，本發(fā)明第一實(shí)施例中選擇高頻的DCT系數(shù)作為水印的載體是有其原因的。
根據(jù)人的視覺特性，人眼對(duì)視頻的直流和低頻成分，即對(duì)應(yīng)于DCT系數(shù)中的直流(Direct Current，簡(jiǎn)稱“DC”)系數(shù)和低頻交流(Alternating Current，簡(jiǎn)稱“AC”)系數(shù)的變化較為敏感，而對(duì)高頻AC成分中的噪聲或失真不敏感，因此不宜在DC或低頻AC系數(shù)中嵌入運(yùn)動(dòng)向量。但由于視頻編碼中采用的幀間編碼模式使得幀差信號(hào)的DCT系數(shù)都比較小，特別是高頻分量系數(shù)幾乎為零。為了避免碼率增加過多，本發(fā)明選擇將運(yùn)動(dòng)向量信息嵌入在亮度信號(hào)序號(hào)為8和9的變換系數(shù)，即AC8和AC9上。實(shí)驗(yàn)證明選擇這兩個(gè)系數(shù)作為水印載體的視頻質(zhì)量提高效果最佳。
前面已經(jīng)提及，經(jīng)過備份編碼的MV共有8個(gè)比特分別表示兩個(gè)分量，如果將這8個(gè)比特的水印信息隱藏到或者嵌入到保護(hù)塊的AC8、AC9編碼中也是一個(gè)有待考慮的問題。本發(fā)明的第一實(shí)施例中，將8比特信息恰好嵌入到對(duì)應(yīng)保護(hù)塊的4個(gè)亮度信號(hào)的AC8、AC9系數(shù)，共8個(gè)系數(shù)中，即每個(gè)AC8或AC9量化系數(shù)上隱藏一個(gè)比特的水印信息。
具體的將MV備份編碼的比特信息插入到對(duì)應(yīng)的DCT系數(shù)的編碼中的規(guī)則如下按照MV備份編碼的比特為0或者1，將DCT的編碼變?yōu)榕c其編碼前值最接近的偶數(shù)或奇數(shù)編碼，如果它本身就是則不需要變化。
該水印嵌入方法的數(shù)學(xué)模型描述如下設(shè)b＝0，1為需嵌入的比特信息，LEVEL為未嵌入b時(shí)ACi，i＝8，9系數(shù)量化后的值，MLEVEL則表示為嵌入b后的值，ΔLEVEL為嵌入b后產(chǎn)生的誤差，則有MLEVEL＝LEVEL+ΔLEVEL。
按照上面所述的奇偶對(duì)應(yīng)原則，要求嵌入信息b與MLEVEL的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下|MLEVEL|mod2=0b=01b=1]]>這里mod2即模2操作，也及表示該值為偶數(shù)或奇數(shù)。
按照盡量為了減小水印嵌入對(duì)DCT系數(shù)帶來的影響，應(yīng)使ΔLEVEL盡量小，即LEVEL和MLEVEL所對(duì)應(yīng)的量化前的DCT系數(shù)應(yīng)該盡量接近。因此本發(fā)明的第一實(shí)施中，具體的嵌入算法表述為當(dāng)b＝0且LEVEL為偶數(shù)，則不需要變化，MLEVEL＝LEVEL，ΔLEVEL＝0；當(dāng)b＝0且LEVEL為奇數(shù)，則按下式對(duì)ΔLEVEL取值，并進(jìn)一步確定MLEVELΔLEVEL=sign(COF),|COF|>QP·(2·(level-1)+1)+QP·(2·(level+1)+1)2-sign(COF),|COF|≤QP·(2·(level-1)+1)+QP·(2·(level+1)+1)2(*)]]>其中l(wèi)evel＝(|COF|-QP/2)/(2·QP)，sign(·)為符號(hào)函數(shù)，COF為ACi，i＝8，9量化前的值，QP為量化因子，/表示整除操作；
當(dāng)b＝1且LEVEL為奇數(shù)，則不需要變化，MLEVEL＝LEVEL，ΔLEVEL＝0；當(dāng)b＝1且LEVEL為偶數(shù)但不為0時(shí)，ΔLEVEL取值同(*)式，由此確定MLEVEL；當(dāng)b＝1且LEVEL＝0時(shí)，ΔLEVEL＝sign(COF)，由此確定MLEVEL。
可見該嵌入方法在近50％的情況下，嵌入前后的DCT編碼值相同，因而它對(duì)碼率的影響不大。經(jīng)過嵌入后，在編碼時(shí)用MLEVEL作為ACi，i＝8，9的量化值進(jìn)行VLC編碼。
在完成發(fā)送端的水印嵌入保護(hù)后，在收端則要提取數(shù)字水印得到關(guān)鍵數(shù)據(jù)備份，并由其檢測(cè)多媒體數(shù)據(jù)誤碼。
因此在步驟303中，從所有保護(hù)塊中提取數(shù)字水印得到其所對(duì)應(yīng)的被保護(hù)塊的關(guān)鍵數(shù)據(jù)備份。以H.263為例，提取數(shù)字水印的方法很簡(jiǎn)單，只需要根據(jù)視頻解碼的AC8和AC9的量化值MLEVEL判斷，按照其奇偶性判斷對(duì)應(yīng)水印比特的值，用公式表示如下b=0|MLEVEL|mod2=01|MLEVEL|mod2=1]]>將4個(gè)亮度塊中的8個(gè)比特提取出來后，按嵌入時(shí)的順序排列，就得到了上一行對(duì)應(yīng)位置被保護(hù)塊的運(yùn)動(dòng)向量范圍的碼字，查表一獲得相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)向量取值情況。
然后在步驟304中，進(jìn)一步根據(jù)恢復(fù)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)備份和本身正常通道傳輸?shù)年P(guān)鍵數(shù)據(jù)的對(duì)比來檢測(cè)誤碼情況。
本發(fā)明第二實(shí)施例在第一實(shí)施例的基礎(chǔ)上，由四條準(zhǔn)則判斷誤碼情況首先，根據(jù)以下第一準(zhǔn)則判斷當(dāng)前塊是否正確如果當(dāng)前塊的關(guān)鍵數(shù)據(jù)備份與本身所傳輸?shù)年P(guān)鍵數(shù)據(jù)一致，或者當(dāng)前塊所對(duì)應(yīng)的被保護(hù)塊的關(guān)鍵數(shù)據(jù)備份與該被保護(hù)塊本身所傳輸?shù)年P(guān)鍵數(shù)據(jù)一致，則當(dāng)前塊正確。
其次，對(duì)于沒有被所述第一準(zhǔn)則判斷為正確的數(shù)據(jù)塊，根據(jù)以下第二準(zhǔn)則判斷當(dāng)前塊是否錯(cuò)誤如果當(dāng)前塊的關(guān)鍵數(shù)據(jù)備份與本身所傳輸?shù)年P(guān)鍵數(shù)據(jù)不一致并且當(dāng)前塊所對(duì)應(yīng)的保護(hù)塊正確，或者當(dāng)前塊所對(duì)應(yīng)的被保護(hù)塊的關(guān)鍵數(shù)據(jù)備份與該被保護(hù)塊本身所傳輸?shù)年P(guān)鍵數(shù)據(jù)不一致且該被保護(hù)塊正確，則當(dāng)前塊錯(cuò)誤。
對(duì)于用運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償編碼方法傳輸?shù)亩嗝襟w通信，對(duì)于沒有被所述第一準(zhǔn)則、第二準(zhǔn)則判斷為正確或錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)塊，根據(jù)以下第三準(zhǔn)則判斷當(dāng)前塊是否錯(cuò)誤如果當(dāng)前塊的參考編碼塊錯(cuò)誤，則當(dāng)前塊錯(cuò)誤。這是因?yàn)閷?duì)于每個(gè)數(shù)據(jù)塊來說，其編碼是基于其參考?jí)K進(jìn)行的，因此參考?jí)K錯(cuò)誤則當(dāng)前塊無法進(jìn)行解碼。
針對(duì)于上述運(yùn)動(dòng)向量作為被保護(hù)關(guān)鍵數(shù)據(jù)的情況，所述第一準(zhǔn)則、第二準(zhǔn)則中，根據(jù)以下第四準(zhǔn)則判斷關(guān)鍵數(shù)據(jù)備份與關(guān)鍵數(shù)據(jù)是否一致如果運(yùn)動(dòng)向量備份編碼中其橫向分量和縱向分量共8比特表示的取值情況與對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)塊本身傳輸?shù)倪\(yùn)動(dòng)向量的取值情況符合，則該運(yùn)動(dòng)向量備份與該運(yùn)動(dòng)向量一致。
下面以H.263為例詳細(xì)說明這些準(zhǔn)則的具體實(shí)現(xiàn)方案。
在視頻解碼時(shí)，逐一檢查每個(gè)MB，比較從VLC解碼中得到的運(yùn)動(dòng)向量與從嵌入的水印中提取到的運(yùn)動(dòng)向量，檢測(cè)是否有誤碼。設(shè)VLC解碼過程中獲得的GOBn中MBn，m的運(yùn)動(dòng)向量為MVn，m，由對(duì)應(yīng)保護(hù)塊GOBn+1中MBn+1，m經(jīng)過解水印信息提取得到GOBn中MBn，m的運(yùn)動(dòng)向量備份記為MVn，m′。因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)向量有兩個(gè)分量，因此可以表示成MVn，m＝[MVxn，m，MVyn，m]T，MV′n，m＝[MV′xn，m，MV′yn，m]T，其中上標(biāo)x，y分別表示橫向和縱向分量。下面描述過程中，采用數(shù)學(xué)邏輯符號(hào)描述判斷準(zhǔn)則，邏輯運(yùn)算“∩”和“∪”表示與和或。
對(duì)于MBn，m，其保護(hù)塊為MBn+1，m，被保護(hù)塊為MBn-1，m，它本身傳輸?shù)腗V為MVn，m，保護(hù)塊MBn+1，m為它保護(hù)的MV備份為MVn，m′，它本身為被保護(hù)塊MBn-1，m所保護(hù)的MV備份為MVn-1，m′，被保護(hù)塊本身傳輸?shù)腗V為MVn-1，m，而每個(gè)MB所對(duì)應(yīng)的參考MB為同一GOB中前一個(gè)MB，即MBn，m的參考MB為MBn，m-1。則四條準(zhǔn)則具體描述如下第一準(zhǔn)則，如果滿足(MVn，m＝MVn，m′)∪(MVn-1，m＝MVn-1，m′)，則判定MBn，m＝True，即MBn，m為正確，無誤碼；第二準(zhǔn)則，如果滿足(MVn，m≠M(fèi)Vn，m′)∩(MBn+1，m＝True)∪(MVn-1，m≠M(fèi)Vn-1，m′)∩(MBn-1，m＝True)，則判定MBn，m＝False，表示MBn，m錯(cuò)誤，發(fā)生誤碼；第三準(zhǔn)則，如果滿足MBn，m-1＝False，則判定MBn，m＝False；第四準(zhǔn)則，如果滿足(MVn,mx=MVn,m′x)∩(MVn,my=MVn,m′y),]]>則判定MVn，m＝MVn，m′，否則判定MVn，m≠M(fèi)Vn，m′，而這里判斷MVn,mx=MVn,m′x]]>或MVn,my=MVn,m′y]]>的規(guī)則又是如果MVn，mx與MVn，m′x或MVn，my與MVn，m′y的備份編碼值相等，即表1中的碼字一樣，則判斷MVn,mx=MVn,m′x]]>或MVn,my=MVn,m′y]]>成立，否則不成立。
這里需要說明的是，上述四個(gè)準(zhǔn)則如果沒有優(yōu)先級(jí)順序則存在相互沖突的情況，因此本發(fā)明的第一實(shí)施例中，設(shè)定優(yōu)先級(jí)順序從高到底依次為第一準(zhǔn)則、第二準(zhǔn)則、第三準(zhǔn)則、第四準(zhǔn)則。高優(yōu)先級(jí)的準(zhǔn)則判定之后的結(jié)論，低優(yōu)先級(jí)準(zhǔn)則不得推翻。比如第一準(zhǔn)則中判定當(dāng)前塊為正確，則在第三準(zhǔn)則中就不再對(duì)當(dāng)前塊進(jìn)行判定。
另外，在第四準(zhǔn)則中是根據(jù)備份編碼的碼字來判斷MV分量是否相等的，這就等于是按照MV的取值范圍是否一樣來判斷其是否相等。特別是對(duì)于量化范圍的兩端，當(dāng)MV范圍超出均勻量化范圍[-3，3.5]時(shí)，這本身就是小概率事件，如果MVn，m和MVn，m′同樣都超出了范圍，則可以在很大概率上認(rèn)為它們是相等的。
在步驟305中，判斷當(dāng)前塊是否錯(cuò)誤，如果是，就進(jìn)入步驟306；否則，結(jié)束本流程。
在步驟306中，判斷當(dāng)前塊的對(duì)應(yīng)保護(hù)塊是否正確，如果正確，就進(jìn)入步驟307；否則，進(jìn)入步驟308。
在步驟307中，也就是在當(dāng)前塊錯(cuò)誤，其對(duì)應(yīng)保護(hù)塊正確的情況下，由于所帶的關(guān)鍵數(shù)據(jù)備份為正確，因此可以用于恢復(fù)原關(guān)鍵數(shù)據(jù)。所以當(dāng)當(dāng)前塊錯(cuò)誤時(shí)，如果其所對(duì)應(yīng)的保護(hù)塊正確，則用當(dāng)前塊的關(guān)鍵數(shù)據(jù)備份作為其關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼。
用當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)向量備份反推當(dāng)前塊的在前一圖像幀中的參考?jí)K的位置，并用該參考?jí)K代替當(dāng)前塊。以H.263為例，當(dāng)檢測(cè)到MBn，m有誤碼時(shí)，如果其保護(hù)塊MBn+1，m正確，即MVn，m′正確，則采用MVn，m′對(duì)MBn，m進(jìn)行錯(cuò)誤掩蓋。即采用MVn，m′作為MBn，m的運(yùn)動(dòng)向量，然后從MVn，m′來反推MBn，m在前一幀中參考宏塊的位置，設(shè)該參考宏塊為MBrefn，m，上標(biāo)ref表示參考幀，然后用MBrefn，m的數(shù)據(jù)來替代MBn，m。
在步驟308中，也就是在當(dāng)前塊錯(cuò)誤，其對(duì)應(yīng)保護(hù)塊也錯(cuò)誤的情況下，用與當(dāng)前塊鄰近且正確的一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)塊的關(guān)鍵數(shù)據(jù)的平均值作為當(dāng)前塊的關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼。
這里的平均值可以是由各種廣義平均算法計(jì)算。比如算術(shù)平均((a+b)/2)，加權(quán)平均((w1*a+w2*b)，w1+w2＝1，w1，w2＞0)，幾何平均(sqrt(ab))，調(diào)和平均(ab/(a+b))，以及中值平均(a1，a2，.............，an總共n個(gè)數(shù)，大小排序a1≤a2....an-1≤an，則中值平均＝a(n+1)/2，一般要求n為奇數(shù))等，還可以采用去掉被平均數(shù)組的最大最小值后的各種平均值形式。
如果所保護(hù)的運(yùn)動(dòng)向量備份也出錯(cuò)，則用當(dāng)前圖像幀中與當(dāng)前塊鄰近且正確的一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)塊的運(yùn)動(dòng)向量的平均值來反推當(dāng)前塊在前一圖像幀中的參考?jí)K的位置，并用該參考?jí)K代替當(dāng)前塊。以H.263為例，MBn，m周圍相鄰的8個(gè)宏塊(上，下，左，右，左上，右上，左下，右下)中，對(duì)于數(shù)據(jù)正確的那些宏塊(數(shù)量可能小于8個(gè))，通過將這些相鄰宏塊的運(yùn)動(dòng)向量進(jìn)行平均，得到一個(gè)新的運(yùn)動(dòng)向量MV′′n,m=Σi,jMVn+i,m+j|MBn+i,m+j=True,i,j=-1,0,1,]]>把這個(gè)新的向量作為MBn，m的運(yùn)動(dòng)向量，然后從MV″n，m來反推MBn，m在前一幀中參考宏塊的位置，設(shè)該參考宏塊為MBrefn，m，然后用MBrefn，m的數(shù)據(jù)來替代MBn，m。
最后，本發(fā)明的第三實(shí)施例在第一實(shí)施例的基礎(chǔ)上，將該視頻傳輸保護(hù)方法應(yīng)用在H.263視頻傳輸中，并用國際標(biāo)準(zhǔn)圖像序列“Foreman”和“Claire”進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果很好的驗(yàn)證了本發(fā)明的有效性。
使用標(biāo)準(zhǔn)圖像序列，取400幀(重復(fù)10次)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，圖像格式是QCIF，Y:U:V是4:1:1。實(shí)驗(yàn)中目標(biāo)幀頻為15frames/s，H.263編碼器使用的量化因子(QP)為5。
圖5中給出的左右兩副圖分別是Foreman序列的第16幀圖像在采用一般的錯(cuò)誤掩蓋方法和本發(fā)明的方法兩種情況下得到的恢復(fù)圖像的對(duì)比?？梢钥闯觯瑧?yīng)用本發(fā)明的方法，恢復(fù)圖像的主觀質(zhì)量有顯著改善。
圖6中給出的兩副圖分別是Foreman和Claire實(shí)驗(yàn)中在不同誤碼率下在采用一般的錯(cuò)誤掩蓋方法和本發(fā)明的方法兩種情況下解碼端恢復(fù)視頻的平均峰值信噪比(Peak Signal Noise Rate，簡(jiǎn)稱“PSNR”)。從圖中可以看出，當(dāng)誤碼率小于10-3時(shí)，利用本發(fā)明方法進(jìn)行錯(cuò)誤掩蓋，恢復(fù)圖像PSNR比利用一般的錯(cuò)誤掩蓋方法平均提高2-3dB，從而有效地保證了恢復(fù)視頻的質(zhì)量。
另外，從視頻碼流量來說，如果不采用本發(fā)明的數(shù)字水印方法，而是采用單獨(dú)重復(fù)傳送運(yùn)動(dòng)向量的方法進(jìn)行錯(cuò)誤掩蓋，則增加的碼流量高達(dá)8.8％-35.2％。比較而言，本發(fā)明方法的性能優(yōu)于一般的錯(cuò)誤掩蓋算法。
熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，在上述對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的描述中以H.263為例進(jìn)行，但該傳輸保護(hù)方法可以直接應(yīng)用于其他標(biāo)準(zhǔn)，如，H.261、H.263、H.263+、H.263++、H.264、MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4，以及其它基于塊DCT(Block-based DCT，簡(jiǎn)稱“B-DCT”)的標(biāo)準(zhǔn)或非標(biāo)準(zhǔn)多媒體傳輸技術(shù)，應(yīng)用在任何這些可行的技術(shù)中均能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)明目的而不影響其實(shí)質(zhì)和范圍。
熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以理解，在上述對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的描述中以運(yùn)動(dòng)向量作為關(guān)鍵數(shù)據(jù)來保護(hù)和錯(cuò)誤掩蓋，當(dāng)該方法也適用于除運(yùn)動(dòng)向量之外的其它視頻關(guān)鍵數(shù)據(jù)的保護(hù)，比如視頻序列結(jié)構(gòu)參數(shù)、圖象幀的結(jié)構(gòu)參數(shù)、塊組(GOB)結(jié)構(gòu)參數(shù)、PEI信息、補(bǔ)充增強(qiáng)信息(Supplemental EnhancementInformation，簡(jiǎn)稱“SEI”)等，照樣實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的而不影響其實(shí)質(zhì)和范圍。
同樣的，在上述對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的描述中其他具體參數(shù)或方案，比如用DCT系數(shù)作為水印承載、用8比特對(duì)運(yùn)動(dòng)向量量化等，均可以用其他可行參數(shù)或方案代替，能實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的而不影響其實(shí)質(zhì)和范圍。
雖然通過參照本發(fā)明的某些優(yōu)選實(shí)施例，已經(jīng)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了圖示和描述，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該明白，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對(duì)其作各種改變，而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種多媒體通信的傳輸保護(hù)方法，其特征在于，包含以下步驟A在發(fā)端用數(shù)字水印對(duì)關(guān)鍵數(shù)據(jù)做備份保護(hù)；B在收端提取數(shù)字水印得到關(guān)鍵數(shù)據(jù)備份，由其檢測(cè)多媒體數(shù)據(jù)誤碼；C對(duì)發(fā)生誤碼的多媒體數(shù)據(jù)進(jìn)行錯(cuò)誤掩蓋。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多媒體通信的傳輸保護(hù)方法，其特征在于，所述步驟A包含以下子步驟將多媒體數(shù)據(jù)分塊處理，對(duì)當(dāng)前塊的所述關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行備份編碼；用數(shù)字水印將所述當(dāng)前塊的關(guān)鍵數(shù)據(jù)的備份編碼嵌入到所述當(dāng)前塊對(duì)應(yīng)的保護(hù)塊的非關(guān)鍵數(shù)據(jù)編碼中；其中，所述保護(hù)塊不同于但對(duì)應(yīng)于所述當(dāng)前塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多媒體通信的傳輸保護(hù)方法，其特征在于，所述步驟B包含以下子步驟從所有所述保護(hù)塊中提取數(shù)字水印得到其所對(duì)應(yīng)的被保護(hù)塊的關(guān)鍵數(shù)據(jù)備份；首先，根據(jù)以下第一準(zhǔn)則判斷當(dāng)前塊是否正確如果當(dāng)前塊的關(guān)鍵數(shù)據(jù)備份與本身所傳輸?shù)年P(guān)鍵數(shù)據(jù)一致，或者當(dāng)前塊所對(duì)應(yīng)的被保護(hù)塊的關(guān)鍵數(shù)據(jù)備份與該被保護(hù)塊本身所傳輸?shù)年P(guān)鍵數(shù)據(jù)一致，則當(dāng)前塊正確；其次，對(duì)于沒有被所述第一準(zhǔn)則判斷為正確的數(shù)據(jù)塊，根據(jù)以下第二準(zhǔn)則判斷當(dāng)前塊是否錯(cuò)誤如果當(dāng)前塊的關(guān)鍵數(shù)據(jù)備份與本身所傳輸?shù)年P(guān)鍵數(shù)據(jù)不一致并且當(dāng)前塊所對(duì)應(yīng)的保護(hù)塊正確，或者當(dāng)前塊所對(duì)應(yīng)的被保護(hù)塊的關(guān)鍵數(shù)據(jù)備份與該被保護(hù)塊本身所傳輸?shù)年P(guān)鍵數(shù)據(jù)不一致且該被保護(hù)塊正確，則當(dāng)前塊錯(cuò)誤。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多媒體通信的傳輸保護(hù)方法，其特征在于，所述多媒體通信用運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償編碼方法傳輸，所述步驟B還包含以下子步驟對(duì)于沒有被所述第一準(zhǔn)則、第二準(zhǔn)則判斷為正確或錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)塊，根據(jù)以下第三準(zhǔn)則判斷當(dāng)前塊是否錯(cuò)誤如果當(dāng)前塊的參考編碼塊錯(cuò)誤，則當(dāng)前塊錯(cuò)誤。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多媒體通信的傳輸保護(hù)方法，其特征在于，所述步驟C包含子步驟，當(dāng)前塊錯(cuò)誤時(shí)，如果其所對(duì)應(yīng)的保護(hù)塊正確，則用當(dāng)前塊的關(guān)鍵數(shù)據(jù)備份作為其關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多媒體通信的傳輸保護(hù)方法，其特征在于，所述步驟C包含子步驟，當(dāng)前塊錯(cuò)誤時(shí)，如果其所對(duì)應(yīng)的保護(hù)塊錯(cuò)誤，則用與當(dāng)前塊鄰近且正確的一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)塊的關(guān)鍵數(shù)據(jù)的平均值作為當(dāng)前塊的關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多媒體通信的傳輸保護(hù)方法，其特征在于，所述平均值可以是以下之一術(shù)平均值、加權(quán)平均值、幾何平均值、調(diào)和平均值、中值平均值、或者去掉被平均數(shù)組中最大值和最小值后的算術(shù)平均值、加權(quán)平均值、幾何平均值、調(diào)和平均值、及中值平均值。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任意一條權(quán)利要求所述的多媒體通信的傳輸保護(hù)方法，其特征在于，所述多媒體通信的傳輸方法為H.261、H.263、H.263+、H.263++、H.264、運(yùn)動(dòng)圖像專家組標(biāo)準(zhǔn)1、運(yùn)動(dòng)圖像專家組標(biāo)準(zhǔn)2、運(yùn)動(dòng)圖像專家組標(biāo)準(zhǔn)4的部分2和部分10中的任意一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的多媒體通信的傳輸保護(hù)方法，其特征在于，所述關(guān)鍵數(shù)據(jù)包含宏塊的運(yùn)動(dòng)向量、視頻序列結(jié)構(gòu)參數(shù)、圖象幀的結(jié)構(gòu)參數(shù)、塊組結(jié)構(gòu)參數(shù)、圖像增強(qiáng)信息、或補(bǔ)充增強(qiáng)信息。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的多媒體通信的傳輸保護(hù)方法，其特征在于，所述非關(guān)鍵數(shù)據(jù)為彩色圖象亮度分量信號(hào)或者灰度圖象的灰度信號(hào)的離散余弦變換交流系數(shù)中的序號(hào)為7到12的之間的任意兩個(gè)系數(shù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的多媒體通信的傳輸保護(hù)方法，其特征在于，所述非關(guān)鍵數(shù)據(jù)為彩色圖象亮度分量信號(hào)或者灰度圖象的灰度信號(hào)的離散余弦變換交流系數(shù)中的序號(hào)為8和9的兩個(gè)系數(shù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的多媒體通信的傳輸保護(hù)方法，其特征在于，所述運(yùn)動(dòng)向量的備份編碼方法包含以下步驟，分別以4比特對(duì)所述運(yùn)動(dòng)向量的橫向分量、縱向分量編碼；其中，所述4比特編碼對(duì)應(yīng)表示所述橫向分量或縱向分量的任意16種互易的離散取值情況。
13.根據(jù)權(quán)利要求12中所述的多媒體通信的傳輸保護(hù)方法，其特征在于，所述步驟B的所述第一準(zhǔn)則、第二準(zhǔn)則中，根據(jù)以下第四準(zhǔn)則判斷所述關(guān)鍵數(shù)據(jù)備份與所述關(guān)鍵數(shù)據(jù)是否一致如果所述運(yùn)動(dòng)向量備份編碼中其橫向分量和縱向分量共8比特表示的取值情況與對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)塊本身傳輸?shù)乃鲞\(yùn)動(dòng)向量的取值情況符合，則所述運(yùn)動(dòng)向量備份與所述運(yùn)動(dòng)向量一致。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的多媒體通信的傳輸保護(hù)方法，其特征在于，所述多媒體數(shù)據(jù)為圖像幀序列；每個(gè)所述圖像幀分為至少兩個(gè)數(shù)據(jù)塊組；每個(gè)所述數(shù)據(jù)塊組分為至少兩個(gè)所述數(shù)據(jù)塊；每個(gè)所述數(shù)據(jù)塊至少包含4個(gè)亮度分量或者灰度信號(hào)塊；每個(gè)所述數(shù)據(jù)塊所對(duì)應(yīng)的保護(hù)塊為其后一個(gè)所述數(shù)據(jù)塊組中滿足預(yù)設(shè)一一對(duì)應(yīng)關(guān)系的數(shù)據(jù)塊；每個(gè)所述數(shù)據(jù)塊所對(duì)應(yīng)的被保護(hù)塊為其前一個(gè)所述數(shù)據(jù)塊組中滿足所述預(yù)設(shè)一一對(duì)應(yīng)關(guān)系的數(shù)據(jù)塊；每個(gè)所述數(shù)據(jù)塊所對(duì)應(yīng)的參考數(shù)據(jù)塊為同一數(shù)據(jù)塊組中前一個(gè)數(shù)據(jù)塊。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的多媒體通信的傳輸保護(hù)方法，其特征在于，在所述預(yù)設(shè)一一對(duì)應(yīng)關(guān)系中，每個(gè)所述數(shù)據(jù)塊所對(duì)應(yīng)的保護(hù)塊為其后一個(gè)所述數(shù)據(jù)塊組中相同位置的數(shù)據(jù)塊；每個(gè)所述數(shù)據(jù)塊所對(duì)應(yīng)的被保護(hù)塊為其前一個(gè)所述數(shù)據(jù)塊組中相同位置的數(shù)據(jù)塊。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的多媒體通信的傳輸保護(hù)方法，其特征在于，所述步驟A中進(jìn)行所述關(guān)鍵數(shù)據(jù)備份的數(shù)字水印嵌入時(shí)，將所述運(yùn)動(dòng)向量的8比特備份編碼分別插入到對(duì)應(yīng)保護(hù)塊的4個(gè)所述亮度分量或者灰度信號(hào)塊的離散余弦變換交流系數(shù)中所述序號(hào)為7到12的任意兩個(gè)系數(shù)的編碼中。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的多媒體通信的傳輸保護(hù)方法，其特征在于，所述運(yùn)動(dòng)向量的8比特備份編碼分別插入到對(duì)應(yīng)保護(hù)塊的4個(gè)所述亮度分量或者灰度信號(hào)塊的離散余弦變換交流系數(shù)中所述序號(hào)為8和9的系數(shù)的編碼中。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的多媒體通信的傳輸保護(hù)方法，其特征在于，將所述運(yùn)動(dòng)向量備份編碼的比特插入到對(duì)應(yīng)的所述離散余弦變換系數(shù)的編碼中的規(guī)則如下按照所述運(yùn)動(dòng)向量備份編碼的比特，將所述離散余弦變換的編碼變?yōu)榕c其編碼前的值最接近的值的偶數(shù)或奇數(shù)編碼。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的多媒體通信的傳輸保護(hù)方法，其特征在于，所述步驟C中，當(dāng)前塊錯(cuò)誤時(shí)，如果其所對(duì)應(yīng)的保護(hù)塊正確，則用當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)向量備份反推當(dāng)前塊在前一圖像幀中的參考?jí)K的位置，并用該參考?jí)K代替當(dāng)前塊。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的多媒體通信的傳輸保護(hù)方法，其特征在于，所述步驟C中，當(dāng)前塊錯(cuò)誤時(shí)，如果其所對(duì)應(yīng)的保護(hù)塊錯(cuò)誤，則用當(dāng)前圖像幀中與當(dāng)前塊鄰近且正確的一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)塊的運(yùn)動(dòng)向量的平均值來反推當(dāng)前塊在前一圖像幀中的參考?jí)K的位置，并用該參考?jí)K代替當(dāng)前塊。
全文摘要
本發(fā)明涉及多媒體通信方法，公開了一種多媒體視頻或者靜止圖像通信的傳輸保護(hù)方法，使得在不增加通信系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)的前提下，提高多媒體通信服務(wù)質(zhì)量。本發(fā)明中，采用數(shù)字水印技術(shù)在壓縮圖像的非關(guān)鍵數(shù)據(jù)編碼中隱藏關(guān)鍵數(shù)據(jù)信息；通過數(shù)字水印保護(hù)下的關(guān)鍵數(shù)據(jù)保護(hù)備份來檢測(cè)正常傳輸?shù)年P(guān)鍵數(shù)據(jù)是否正確，由此來檢測(cè)傳輸誤碼；用前后宏塊組中相同位置的宏塊進(jìn)行循環(huán)相互備份；對(duì)運(yùn)動(dòng)向量進(jìn)行編碼，然后以數(shù)字水印的形式嵌入到相對(duì)不重要的DCT變換系數(shù)中，同時(shí)保證視頻數(shù)據(jù)盡量不受影響；在誤碼發(fā)生時(shí)，如果關(guān)鍵數(shù)據(jù)備份正確，則直接替代原關(guān)鍵數(shù)據(jù)，否則用同一幀內(nèi)相鄰宏塊的關(guān)鍵數(shù)據(jù)的平均值近似替代原關(guān)鍵數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)H04N7/64GK1893663SQ20051002939
公開日2007年1月10日 申請(qǐng)日期2005年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月2日
發(fā)明者羅忠, 楊付正, 萬帥, 常義林 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司