[发明专利]用于产生和解释具有带有指定入口点的一系列段的数据流的设备、方法和计算机程序

说明书

技术领域

本发明涉及在具有固定长度数据包的容易出现错误的信道中传送数据。本发明尤其适用于可感知的音频编码。 

背景技术

例如MPEG层3、MPEG AAC或MPEG HE-AAC(MPEG＝运动图像专家组，HE-AAC＝高效高级音频编码)之类的现代音频编码方法能够通过利用人耳的一些心理声学特性来减小数字音频信号的数据速率。因此，一块固定数量的音频样本(称之为帧)被编码为该固定时间间隔的压缩的比特流表示。压缩的音频帧将在解码器中被转换回音频样本表示。由于对不同的音频帧，编码音频信号的难度不同，所以公知的比特存储器技术允许在帧之间交换比特。虽然总的比特率是恒定的，但由此产生的比特流中的帧的长度是可变的。编码的帧具有带辅助信息的部分，跟着是压缩频谱数据，所述辅助信息包含解码器用于解释压缩数据的必要信息。 

为了传送，压缩的音频帧必须被嵌入传输格式，例如用于MPEGAAC的传输格式ADTS(ADTS＝音频数据传送流)或LOAS(LOAS＝低开销音频流)。若传送中有错误，由于有同步字，解码器可以在丢失一个或更多帧之后对比特流进行重新同步。由于在现代音频编解码中，频谱数据和辅助信息部分通常是使用例如MPEG AAC中的霍夫曼编码之类的可变长度的码字进行熵编码的，所以单个比特错误经常就足以使解码器必须放弃整个帧并对输出信号消音或使用一些错误隐藏技术，例如在完整的帧之间插入噪声或插值或其结合。若在传送过程中发生更长范围的错误，解码器还能够对比特流进行重新同步，但它没有关于所丢失的帧的数量的信息。除了隐藏多个帧之外，这会导致在解码器回放的音频中出现可听见的时间偏移，或由于缓冲器过运行或欠运行而引起的信号脱落。特别是在容易出现错误的信道中，为了保持高质量的传送音频信号，有可用的精密的错误管理是极其重要的。

本发明尤其适合在具有固定长度数据段的容易出现错误的信道中进行传送。由于例如压缩音频帧之类的帧的长度可变，用于公知的例如已经提过的ADTS或LOAS格式的传送格式的新的帧通常起始于固定长度数据段的任意位置。因此，如果包含两个连续帧数据的数据段丢失，两个帧将被损坏，必须通过解码器的错误隐藏策略进行替换。 

EP 1021039 A2公开了一种图像处理设备和方法。 

发明内容

在以下的描述中，数据帧是指来自例如MPEG-4 High EfficiencyAAC的音频编解码器的数据帧。这样的数据帧可以具有可变比特长度，即可变的大小。此外，数据帧被分为多个恒定大小的数据段。对于每个数据帧，可以有一个或多个恒定大小的段。在恒定大小的数据段内有数据实体。这对应于表示例如编码信号的频谱数据的霍夫曼码字。数据段包含多个数据实体。一些是完整的数据实体，称为可解释数据实体，而一些是数据实体片段，它们是不完整的数据实体，本身不可解释。 

此外，在以下的描述中，传输协议包头或信息块是指包含用于使单个数据段自包含的信息的元素，即例如，该信息描述了特定数据段覆盖的音频频谱的范围，以及可解释数据实体起始于数据段中的何处，而无需依赖于另一个数据段的有效接收。 

本发明提供了一种用于在具有固定长度数据段的容易出现错误的信道中有效传输以可变长度帧封装的数据的方法。在优选实施例中，该方法用于以可变长度音频帧的形式传送压缩音频数据，其中包括以下步骤。 

在编码器中：任意大小的压缩音频数据帧被映射到用于在容易出现错误的信道中传送的固定大小的数据段；在每个数据段的起始处插入传输协议包头或信息块；传输协议包头或信息块包含能够标识可解释数据实体起始于数据段中的何处的信息。在其它实施例中，所述信息标识可变长度音频数据帧的边界；可以通过非常高效的方式将上述传输协议包头信息或信息块编码为低至单个字节。这是通过利用特定参数的互相关性来实现的，因而仅编码具有最高可能性的情况。 

在解码器中：不论传送成功与否，传输处理器接收段和信息，剥去传输协议包头或信息块，对每个接收的帧的数据进行连接并接着送至解码器；对于数据段丢失的情况，传输协议包头或信息块包含用于重构丢失音频帧数量的信息，这使得可以进行正确的时间同步；对于数据段丢失的情况，传输协议包头或信息块包含用于使单个数据段自包含的信息，即该信息描述了特定数据段覆盖的音频频谱的范围，而无需依赖于另一个数据段的有效接收。若该信息被送至解码器，则解码器可以实施部分隐藏方法。