CN1473434A - 图像编码装置和图像编码方法 - Google Patents

Abstract

一种图像编码装置，使发送方能够防止发生伪同步并且使接收方能够恢复发送方所预期的图像。在该图像编码装置中，同步字包括可能性检测单元(212)判定量化DCT系数是否可能是形成同步字的比特串。当检测到该可能性时，将控制信号输出到图像信息修改单元(213)。当接收到该控制信号时，图像信息修改单元(213)修改图像信息(量化的DCT系数)。修改的图像信息输出到可变长度编码单元(208)，并且还输出到逆量化单元(209)。当没有检测到包括同步字的可能性时，将量化DCT系数输出到可变长度编码单元(208)，并且还输出到逆量化单元(209)。

Description

图像编码装置和图像编码方法

技术领域

本发明涉及一种图像编码装置和图像编码方法，特别涉及一种防止出现与标识传输单元的同步字的伪同步的图像编码装置和图像编码方法。

背景技术

图像编码技术是一种通过使用图像的时间和空间冗余及统计冗余在最小化原始图像恶化的同时减少数据量的技术。这种技术的例子包括由国际标准化组织和国际电工委员会(ISO/IEC)标准化的MPEG(Moving Picture ExpertsGroup，运动图象专家组)-2通用压缩技术，以及由国际电信同盟-电信标准化部门(ITU-T)标准化的面向电视会议的H.263。

现在将对图像编码技术进行描述。图像编码通过三个组成技术：“运动补偿预测编码”、“离散余弦变换”和“可变长度编码”来实现。

在运动补偿预测编码中，将输入图像画面与预编码画面进行比较，并且预测它们之间的运动量(执行运动检测)。输入图像画面根据该运动量和预编码画面来预测。计算该预测图像与输入图像画面之间的差别(预测误差信号)，并且通过传输该预测误差信号和前述运动量，将由小数据量构成的图像信息传输到接收方。

此外，与该运动补偿预测编码相独立，还存在内编码(intra-coding)方法，它不是对与预编码画面的差别进行编码，而是对图像数据本身进行编码。采用该方法，所产生的代码量增加，但是不使用预测误差，因此广泛用于在发生传输错误的情况下复位计算误差或者从图像质量的恶化恢复。

离散余弦变换是将前述预测误差信号转换到频域的处理。一个特征是当将预测误差信号转换到频域时，能量集中于特定频域(低频域)。采用这一特征，该方法结合下面描述的方法以允许使用甚至更小的数据量传输图像信息。

采用可变长度编码方法，如果所要编码的数据的出现频率存在偏差，则利用这一偏差，并且通过使用短码长来表示高出现频率情况、使用长码长来表示低出现频率情况，来缩短平均码长。使用该方法允许使用小数据量传输图像信息。实际上传输到接收方的图像信息包括经过离散余弦变换的DCT系数，运动量和编码模式(运动补偿预测模式、内模式等)，并且为每种类型设置可变长度表。也就是说，当给定所要编码的图像数据的类型和值时，可以获得期望可变长度码的比特串，并且传输那个比特串。

这三个组成技术不是应用于整个图像画面，而是逐单元地应用于通过将画面划分为16×16像素编码块(宏块)而得到的单元。在宏块单元中还可以切换上述运动补偿预测编码方法和内编码方法。

同时，随着近年来无线移动通信的迅速发展，现在把注意力集中在通过便携式终端的图像通信上。无线通信由于传输错误率高于电缆网络而需要改善容错度的技术。ISO/ICE已实现MPEG-4的标准化，它是一种改善传输错误容许度的压缩技术。此外，一种称作视频分组技术的技术可以用作一种改善容错度的基本技术。采用该技术，以任意多个宏块作为一个传输单元，在开始处对特定同步字和首标信息进行编码，并且所得到的单元称作视频分组。

通过构造视频分组，在编码比特串中存在错误的情况下，不能对包含错误的视频分组进行解码，但是可以从下一视频分组开始向前解码，从而允许图像质量的恶化受限于视频分组这一程度。在图像编码技术中，上述可变长度码用来改善编码率，但是视频分组的长度不固定。因此，前述同步字用来保持传输期间的同步。通过这种方式，视频分组传输可以使用可变长度码来实现。因此，通常执行同步字检测来实现错误发生之后的重新同步。

同时，发生传输错误时的解码器操作在标准中没有规定，而是依赖于具体实现。一般而言，当发生传输错误时，相关视频分组经过使图像质量的恶化更不明显的所谓隐藏处理的处理，并且执行涉及搜索同步字的处理，以查找下一视频分组的开始。

所采用的视频分组构造方法的一个例子涉及以特定的级别设置每视频分组的比特数。采用这种结构的结果是在不需要大量代码的图像区域如背景中很多宏块包含在视频分组中。即使在传输期间丢失包含该区域的视频分组，可以容易地在接收方执行使恶化相对不明显的处理，因此使很多宏块包含在一个视频分组中更加有效。另一方面，在运动剧烈的部分或者包括精细纹理的图像区域中，结果是只有一些宏块包含在视频分组中。如果在传输期间丢失包含这种视觉重要区域的视频分组，则在接收方执行使恶化不明显的处理是极其困难的，因此以包含尽可能少的区域的宏块构造视频分组更加有效。

现在将使用图1对传统图像编码处理进行描述。输入图像由编码块划分部分11划分为多个称作宏块的编码单元。在运动检测部分12中，将宏块与从帧存储器13输入的前一画面进行比较，并且检测最相似部分。然后，输出与输入宏块最相似的前一画面区域(预测基准图像)的位置与当前宏块位置之间的偏差作为运动向量。

存储器控制部分14计算帧存储器13的读出地址，从而输出预测基准图像。宏块与预测基准图像之间的差值由减法器15进行计算，并且该差值由离散余弦变换部分16转换为频域系数值(DCT系数值)。而且，DCT系数值在量化部分17中经过量化。量化DCT系数被输入到可变长度编码部分22，并且在经过可变长度编码之后输出。

量化DCT系数还在逆量化部分19中恢复为DCT系数，并且还在反离散余弦变换部分20中恢复为差值。所恢复的差值由加法器21加到预测基准图像，获得与解码方相同的再现图像，并且将其用于下一编码处理。

另外，比特计数器24对编码可变长度码的比特数进行计数，并且当累积比特数超过预定阈值时，采用直到那个宏块的数据作为一个视频分组，并且在输出下一宏块可变长度码比特串之前，首标生成部分23生成同步字和必要的首标信息，并且添加到那里。

如上所述，当执行可变长度编码图像数据的视频分组传输时，图像编码中同步字的定位是极其重要的。对于各种可变长度编码图像数据，同步字都必须包括采用任何组合的相同比特串。然而，该组合依赖于图像数据，并且由于现在使用各种图像包括自然图像、计算机图形图像和合成图像作为输入图像，因此验证所有组合是极其困难的。结果，采用某特定组合，可能出现可变长度编码比特串匹配同步字(伪同步：模拟(emulation))的情况。

当发生这种伪同步时，即使图像数据实际上处于解码中间，也将在接收方识别已到达视频分组边界，并且该***可能以与发生传输错误时相同的方式工作。这意味着发送方预期发送的数据在接收方经过不正确的恢复，这在图像通信中是一个极其严重的问题。

在图1的可变长度编码部分22中存在发生这种问题的可能性。根据运动向量所表示的范围，在MPEG-4中规定的同步字为由16个零随后带一个1组成的17比特的比特串。采用二进制表示法，这表达为“0000 0000 0000 00001”。采用内编码方法，如果当对DCT系数中的DC分量进行编码时使用MPEG-4可变长度码表对值-255进行编码，则结果码将为“0000 0000”。如果随后执行某特定AC分量的编码，则结果码将为“0000 0000 1110”。组合这两个码将给出“0000 0000 0000 0000 1110”，其前17比特与同步字相同。

发明内容

本发明的目的是提供一种在发送端防止出现伪同步并且确保接收方恢复发送方所预期的图像的图像编码装置和图像编码方法。

根据本发明的一个实施例，一种图像编码装置将输入图像编码为包含由预定比特串组成的同步字的流，并且包括：同步字包括可能性检测部分，从组成添加前述同步字之前的流的比特串或者对应于该比特串的图像信息中，判定是否存在包括与前述同步字相同的比特串的可能性；以及图像信息修改部分，根据前述同步字包括可能性检测部分的判定结果，将前述图像信息修改为不存在包括与前述同步字相同的比特串的可能性的图像信息。

根据本发明的另一个实施例，一种图像编码装置将输入图像编码为包含由预定比特串组成的同步字的流，并且包括：同步字包括可能性检测部分，从组成添加前述同步字之前的流的比特串或者对应于该比特串的图像信息中，判定是否存在包括与前述同步字相同的比特串的可能性；以及比特串修改部分，根据前述同步字包括可能性检测部分的判定结果，将前述比特串修改为不存在包括与前述同步字相同的比特串的可能性的比特串。

根据本发明的另一个实施例，一种图像编码方法将输入图像编码为包含由预定比特串组成的同步字的流，并且包括如下步骤：同步字包括可能性检测步骤，从组成添加前述同步字之前的流的比特串或者对应于该比特串的图像信息中，判定是否存在包括与前述同步字相同的比特串的可能性；以及图像信息修改步骤，根据前述同步字包括可能性检测步骤的判定结果，将前述图像信息修改为不存在包括与前述同步字相同的比特串的可能性的图像信息。

根据本发明的另一个实施例，一种图像编码方法将输入图像编码为包含由预定比特串组成的同步字的流，并且包括如下步骤：同步字包括可能性检测步骤，从组成添加前述同步字之前的流的比特串或者对应于该比特串的图像信息中，判定是否存在包括与前述同步字相同的比特串的可能性；以及比特串修改步骤，根据前述同步字包括可能性检测步骤的判定结果，将前述比特串修改为不存在包括与前述同步字相同的比特串的可能性的比特串。

根据本发明的另一个实施例，一种图像编码程序，用于使计算机用作如下部分：同步字包括可能性检测部分，从组成添加前述同步字之前的流的比特串或者对应于该比特串的图像信息中，判定是否存在包括与前述同步字相同的比特串的可能性；以及图像信息修改部分，根据前述同步字包括可能性检测部分的判定结果，将前述图像信息修改为不存在包括与前述同步字相同的比特串的可能性的图像信息。

根据本发明的另一个实施例，一种图像编码程序，用于使计算机用作如下部分：同步字包括可能性检测部分，从组成添加前述同步字之前的流的比特串或者对应于该比特串的图像信息中，判定是否存在包括与前述同步字相同的比特串的可能性；以及比特串修改部分，根据前述同步字包括可能性检测部分的判定结果，将前述比特串修改为不存在包括与前述同步字相同的比特串的可能性的比特串。

附图说明

图1是传统图像编码装置的结构方框图；

图2是装备有根据本发明实施例1至4的图像编码装置的无线通信装置的结构方框图；

图3是根据本发明实施例1的图像编码装置的结构方框图；

图4A是根据本发明实施例1的图像编码装置中的一个图像编码例子的说明图；

图4B是根据本发明实施例1的图像编码装置中的另一个图像编码例子的说明图；

图5是根据本发明实施例2的图像编码装置的结构方框图；

图6是根据本发明实施例3的图像编码装置的结构方框图；以及

图7是根据本发明实施例4的图像编码装置的结构方框图。

具体实施方式

本发明的本质特性是在执行编码为包含由预定比特串组成的同步字的流的图像编码中，检测与前述同步字相同的字包括在添加前述同步字之前的流中的可能性，并且当检测到这种可能性时，修改图像信息或比特串，从而防止同步字模拟，并且确保接收方恢复发送方所预期的图像。

现在参照附图，下面将对本发明的多个实施例进行详细说明。

(实施例1)

在本实施例中，描述这一情况：检测包括同步字的可能性，并且当检测到这种可能性时，修改图像信息。

图2是装备有根据本发明实施例1至4的图像编码装置的无线通信装置的结构方框图。

在该无线通信装置中，在发射方，图像由诸如摄像机的图像拾取部分101进行拾取，并且拾取图像信号输出到A/D转换部分102。图像信号由A/D转换部分102转换为数字信号，并且该数字信号输出到图像编码/解码装置103的图像编码部分1031。图像编码部分1031对数字信号执行图像编码处理，并且将编码图像信息输出到无线调制部分104。无线调制部分104对编码图像信息执行数字调制，并且将结果信息输出到发射部分105。发射部分105对调制信号执行预定无线发射处理。该信号通过天线106进行发射。

同时，在无线通信装置的接收方，由天线106接收的接收信号经过接收部分107的预定无线接收处理，并且输出到无线解调部分108。无线解调部分108对接收信号执行解调处理，并且将解调信号输出到图像编码/解码装置103的图像解码部分1032。图像解码部分1032对解调信号执行解调处理并获得数字信号，并且将该数字信号输出到D/A转换部分109。D/A转换部分109将从图像解码部分1032输出的数字信号转换为模拟信号，并且将该模拟信号输出到显示或类似显示部分110。

图3是根据本发明实施例1的图像编码装置的结构方框图。

输入图像由编码块划分部分201划分为多个称作宏块的编码单元。通过编码块划分部分201的划分而得到的宏块输出到运动检测部分202，并且还输出到减法部分205。

在运动检测部分202中，将宏块与从帧存储器203输入的前一画面进行比较，并且检测最相似部分。然后，采用与输入宏块最相似的前一画面区域(预测基准图像)的位置与当前宏块位置之间的偏差作为运动向量，并且将该运动向量输出到存储器控制部分204。

存储器控制部分204计算帧存储器203的读出地址，从而输出预测基准图像。然后，存储器控制部分204将对应于读出地址的预测基准图像从帧存储器203输出到减法部分205。

减法部分205计算宏块与预测基准图像之间的差值，并且将该差值输出到离散余弦变换部分206。离散余弦变换部分206将该差值转换为频域中的系数值(DCT系数值)。通过这种方式，根据多像素单元对输入图像执行变换编码处理。该DCT系数值输出到量化部分207。量化部分207对DCT系数值进行量化，并且将量化DCT系数输出到同步字包括可能性检测部分212以及图像信息修改部分213。

同步字包括可能性检测部分212判定量化DCT系数是否可能形成同步字比特串，并且如果检测到该可能性，则将控制信号输出到图像信息修改部分213。当接收到控制信号时，图像信息修改部分213修改图像信息(量化DCT系数)。图像信息修改的详细信息在此将在后面给出。修改的图像信息输出到可变长度编码部分208，并且还输出到逆量化部分209。当没有检测到包括同步字的可能性时，量化DCT系数输出到可变长度编码部分208，并且还输出到逆量化部分209。

可变长度编码部分208对量化DCT系数执行可变长度编码处理。经过可变长度编码的可变长度码输出到比特计数器215。比特计数器215对编码可变长度码的比特数进行计数，并且当累积比特数超过特定阈值时，采用直到那个宏块的数据作为一个视频分组。在输出下一宏块可变长度码比特串之前，可变长度编码部分208还添加同步字和由首标生成部分214生成的必要的首标信息。

同时，量化DCT系数或修改量化DCT系数在逆量化部分209中恢复为DCT系数，并且该DCT系数输出到反离散余弦变换部分210。反离散余弦变换部分210对DCT系数执行反离散余弦变换处理，从而将它恢复为差值。所恢复的差值输出到加法部分211。在加法部分211中，将所恢复的差值加到预测基准图像，并且获得与编码方相同的再现图像，将其存储在帧存储器203中并用于下一编码处理。

现在将描述具有上述结构的图像编码装置执行本发明的图像编码的情况。

在获得输入图像与前一画面之间的差别之后，该差别经过离散余弦变换处理和量化。量化DCT系数输入到同步字包括可能性检测部分212。同步字包括可能性检测部分212从量化DCT系数中判定根据下一编码可变长度码的比特串匹配同步字的可能性。作为一个例子，可以考虑可变长度码中的所有比特包括例如8个或更多零比特的情况。

例如，在图4A所示的情况下，亮度信息301的第二宏块(图4A中用“2”表示的区域)的DC分量3011为DC＝-255，用二进制表示法为“0000 0000”。然后，如果在随后AC分量中AC＝21，则表达为比特串，这是“0000 00001110”。在这种情况下，如果该AC分量比特串紧随在该DC分量比特串之后，则比特串将为“0000 0000 0000 0000 1110”，它包括同步字“0000 0000 00000000 1”。也就是说，该比特串包括经过离散余弦变换处理的DC分量和AC分量(离散余弦变换分量)。

另外，如图4B所示，亮度信息301之后为色差信息(Cb)302和色差信息(Cr)303。如果在亮度信息301的第四宏块(图4B中用“4”表示的区域)中没有AC分量(“0000 0000”)，则当色差信息(Cb)302的DC分量为DC＝-255(“0000 0000 1”)时，如上所述，将包括同步字“0000 0000 0000 0000 1”。也就是说，该比特串包括色彩信号中的不同色彩分量(离散余弦变换分量)。

同步字包括可能性检测部分212检测出现上述类型情况的可能性。该检测通过检测是否存在连续8个“0”来执行。因为八个连续“0”形成同步字的可能性很高，所以如上所述，检测连续8个“0”以防止与同步字的匹配。因此，因为能够检测连续8个“0”就足够，所以可以检测DC＝-255的DC分量，或者可以检测8个“0”比特的比特串。在检测DC＝-255的DC分量的情况下，使用表示DC＝-255与八个“0”比特的比特串相对应的表等，并且通过参考那个表来执行检测。

当检测到在量化DCT系数中包括同步字的可能性时，通过控制信号将这一情况报告给图像信息修改部分213。图像信息修改部分213将量化DCT系数的值重写为不存在包括同步字的可能性的不同值(小于或等于预定最大值或者大于或等于预定最小值的值)。这种重写给出将不形成同步字的值，并且允许防止同步字模拟。

例如，可以将1加到DCT系数值。具体地说，DC＝-255可以重写为DC＝-254。在此，描述了加1的情况，但是只要重写值是不存在包括同步字的可能性的值，就没有特定的限制。然而，由于修改为与原始值相差很大的值可能导致图像质量的恶化，因此最好改为尽可能接近原始值的值。

重写DCT系数值经过可变长度编码部分208的可变长度编码，并且生成局部解码图像。可变长度编码使用与正常可变长度编码处理相同的方法来执行。重写DCT系数值还发送到逆量化部分209，并且经过逆量化和反离散余弦变换处理，以变为差值。该差值然后加到预测基准图像，从而变为与解码方相同的再现图像，并且该再现图像存储在帧存储器203中。

当没有检测到包括同步字时，量化DCT系数以正常方式经过可变长度编码，并且也经过逆量化和反离散余弦变换处理，以变为差值。该差值然后加到预测基准图像，从而变为与解码方相同的再现图像，并且该再现图像存储在帧存储器203中。

因此，执行是否存在包括同步字的可能性的检测，并且当检测到这种可能性时，修改图像数据(DCT系数)，从而不发生编码方与解码方之间的不匹配，可以防止同步字模拟(synchronization word emulation)，并且可以确保接收方恢复发送方所预期的图像。

在本实施例中，描述了当检测到包括同步字的可能性时，将控制信号输出到图像信息修改部分这一情况，但是也可以进行变化，由此，当检测到包括同步字的可能性时，将表示检测到这种可能性的控制信号输出到图像信息修改部分，并且当没有检测到包括同步字的可能性时，将表示没有检测到这种可能性的控制信号输出到图像信息修改部分。

根据本实施例，当存在包括同步字的可能性时，修改图像信息，从而虽然存在即使当与同步字没有完全匹配时也修改图像信息的可能性，但是获得简化处理的效果。

(实施例2)

在本实施例中，描述这一情况：检测包括同步字的可能性，并且当检测到这种可能性时，修改经过可变长度编码的比特串以及与之对应的图像数据。

图5是根据本发明实施例2的图像编码装置的结构方框图。图5中与图3相同的部分分配有与图3相同的标号，并且省略其详细描述。

代替图像信息修改部分213，图5所示的图像编码装置包括：比特串修改部分401，如果检测到包括同步字的可能性，修改经过可变长度编码的比特串；以及局部解码图像数据修改部分402，根据修改的比特串，对局部解码图像数据进行修改。

在图5所示的图像编码装置中，量化DCT系数输出到同步字包括可能性检测部分212、可变长度编码部分208和逆量化部分209。当检测到包括同步字的可能性时，同步字包括可能性检测部分212输出一个相应的控制信号到比特串修改部分401和局部解码图像数据修改部分402。同步字包括可能性检测部分212的检测过程与实施例1相同。

可变长度编码部分208对量化DCT系数执行可变长度编码，并且生成局部解码图像。可变长度编码使用与正常可变长度编码处理相同的方法来执行。以这种方式经过可变长度编码的DCT系数变为比特串。经过可变长度编码的局部解码图像输出到比特串修改部分401，其中，对比特串进行修改。也就是说，当接收到表示检测到包括同步字的可能性的控制信号时，比特串修改部分401将局部解码图像重写为不包括同步字的比特串。重写的局部解码图像输出到局部解码图像数据修改部分402。

同时，量化的DCT系数值经过逆量化和反离散余弦变换处理，以变为差值。该差值然后输出到局部解码图像数据修改部分402。局部解码图像数据修改部分402将图像数据(反离散余弦变换处理之后的差值)重写为对应于修改比特串的值。通过这种方式，可以在局部解码图像中反映比特串修改。

例如，如果比特串修改部分401将比特串“0000 0000”重写为不同比特串“0000 0001”，则局部解码图像数据修改部分402将图像数据修改为对应于比特串“0000 0001”的像素值。

以这种方式修改的图像数据(差值)输出到加法部分211，并且加到预测基准图像，以变为与解码方相同的再现图像，并且该再现图像存储在帧存储器203中。

因此，执行是否存在包括同步字的可能性的检测，并且当检测到这种可能性时，修改经过可变长度编码的比特串，从而不发生编码方与解码方之间的不匹配，可以防止同步字模拟，并且可以确保接收方恢复发送方所预期的图像。

在本实施例中，描述了当检测到包括同步字的可能性时，将控制信号输出到比特串修改部分和局部解码图像数据修改部分这一情况，但是也可以进行变化，由此，当检测到包括同步字的可能性时，将表示检测到这种可能性的控制信号输出到比特串修改部分和局部解码图像数据修改部分，并且当没有检测到包括同步字的可能性时，将表示没有检测到这种可能性的控制信号输出到比特串修改部分和局部解码图像数据修改部分。

另外，在本实施例中，描述了在检测包括同步字的可能性之后修改比特串这一情况，但是也可以在检测同步字本身的比特串之后修改比特串。

根据本实施例，当存在包括同步字的可能性时，修改图像信息，从而虽然存在即使当与同步字没有完全匹配时也修改图像信息的可能性，但是获得简化处理的效果。

(实施例3)

在本实施例中，描述这一情况：当存在同步字由第一比特串和第二比特串组成的可能性时，在第一比特串中检测包括同步字的可能性，并且当检测到这种可能性时，修改对应于第二比特串的图像信息。

如上面实施例1所述，当包括同步字时，同步字由两个比特串的组合构成。在上述实施例1和2中，在两个比特串中的第一个(第一比特串)中检测包括同步字的可能性，并且当检测到这种可能性时，修改对应于第一比特串的图像信息，或者修改第一比特串本身。但是在本实施例和以下的实施例4中，在第一比特串中检测包括同步字的可能性，并且当检测到这种可能性时，修改对应于第二比特串的图像信息，或者修改第二比特串。

图6是根据本发明实施例3的图像编码装置的结构方框图。图6中与图3相同的部分分配有与图3相同的标号，并且省略其详细描述。

图6所示的图像编码装置包括延迟部分501，延迟包括同步字的可能性的检测结果。当使用第一比特串检测到包括同步字的可能性时，该延迟部分501延迟表示检测到这种可能性的控制信号的输出定时，并且在处理第二比特串的时刻，将该控制信号输出到图像信息修改部分213。

在图6所示的图像编码装置中，同步字包括可能性检测部分212从量化DCT系数中检测包括同步字的可能性。该检测过程与实施例1相同。

例如，如图4A所示，当第一比特串是DC分量3011 DC＝-255(比特串“0000 0000”)，并且第二比特串是AC分量AC＝21(比特串“0000 0000 1110”)时，则当在第一比特串(量化DCT系数)中检测到包括同步字的可能性时，控制信号由延迟部分501延迟，并且在处理第二比特串的时刻输出到图像信息修改部分213。图像信息修改部分213将第二比特串的重写为不存在包括同步字的可能性的不同值。

具体地说，当在第一比特串中检测到DC＝-255时，将DCT系数值21重写为20或19。在此，描述了将DCT系数值21重写为20或19这一情况，但是只要它是与第一比特串组合不形成同步字的值，就对重写值不存在任何特定的限制。例如，如果存在第一比特串包括与同步字相同的比特串的可能性，则离散余弦变换处理之后的AC分量可以全变成0。通过进行这种修改，该值变为将不形成同步字的值，并且可以防止同步字模拟。

重写的第二比特串(DCT系数值)经过可变长度编码部分208的可变长度编码，并且生成局部解码图像。可变长度编码使用与正常可变长度编码处理相同的方法来执行。重写的DCT系数值还发送到逆量化部分209，并且经过逆量化和反离散余弦变换处理，以变为差值。该差值然后加到预测基准图像，从而变为与解码方相同的再现图像，并且该再现图像存储在帧存储器203中。

当没有检测到包括同步字时，量化DCT系数以正常方式经过可变长度编码，并且也经过逆量化和反离散余弦变换处理，以变为差值。该差值然后加到预测基准图像，从而变为与解码方相同的再现图像，并且该再现图像存储在帧存储器203中。

因此，使用第一比特串执行是否存在包括同步字的可能性的检测，并且当检测到这种可能性时，修改第二比特串的图像信息(DCT系数)，从而不发生编码方与解码方之间的不匹配，可以防止同步字模拟，并且可以确保接收方恢复发送方所预期的图像。

在本实施例中，描述了当检测到包括同步字的可能性时，将控制信号输出到图像信息修改部分这一情况，但是也可以进行变化，由此，当检测到包括同步字的可能性时，将表示检测到这种可能性的控制信号输出到图像信息修改部分，并且当没有检测到包括同步字的可能性时，将表示没有检测到这种可能性的控制信号输出到图像信息修改部分。

根据本实施例，图像信息修改处理是在与同步字匹配的情况下执行的，从而，虽然处理量稍微大于实施例1和实施例2，但是不再执行徒劳无功的图像信息修改。

(实施例4)

在本实施例中，描述这一情况：使用第一比特串检测包括同步字的可能性，并且当检测到这种可能性时，修改经过可变长度编码的第二比特串和与之对应的图像数据。

图7是根据本发明实施例4的图像编码装置的结构方框图。图7中与图6相同的部分分配有与图6相同的标号，并且省略其详细描述。

代替图像信息修改部分213，图7所示的图像编码装置包括：比特串修改部分401，如果检测到包括同步字的可能性，修改经过可变长度编码的比特串；以及局部解码图像数据修改部分402，根据修改比特串，对局部解码图像数据进行修改。另外，图7所示的图像编码装置包括延迟部分501，延迟包括同步字的可能性的检测结果。当使用第一比特串检测到包括同步字的可能性时，该延迟部分501延迟表示检测到这种可能性的控制信号的输出定时，并且在处理第二比特串的时刻，将该控制信号输出到局部解码图像数据修改部分402。

在图7所示的图像编码装置中，量化DCT系数输出到同步字包括可能性检测部分212、可变长度编码部分208和逆量化部分209。当同步字包括可能性检测部分212使用第一比特串检测到包括同步字的可能性时，延迟表示检测到这种可能性的信号的输出定时，并且在处理第二比特串的时刻，将其输出到比特串修改部分401和局部解码图像数据修改部分402。同步字包括可能性检测部分212的检测过程与实施例1相同。

可变长度编码部分208对量化DCT系数(第一比特串和第二比特串)执行可变长度编码，并且生成局部解码图像。可变长度编码使用与正常可变长度编码处理相同的方法来执行。经过可变长度编码的局部解码图像输出到比特串修改部分401，其中，对第二比特串进行修改。也就是说，当接收到表示对第一比特串检测到包括同步字的可能性的控制信号时，比特串修改部分401将第二比特串的局部解码图像重写为不包括同步字的比特串。重写的局部解码图像输出到局部解码图像数据修改部分402。

同时，量化的DCT系数经过逆量化和反离散余弦变换处理，以变为差值。该差值然后输出到局部解码图像数据修改部分402。局部解码图像数据修改部分402将图像数据(反离散余弦变换处理之后的差值)重写为对应于修改比特串的值。

例如，如图4A所示，当第一比特串是DC分量3011 DC＝-255(比特串“0000 0000”)，并且第二比特串是AC分量AC＝21(比特串“0000 0000 1110”)时，则当在第一比特串(量化DCT系数)中检测到包括同步字的可能性时，比特串修改部分401将第二比特串重写为不存在包括同步字的可能性的不同比特串。

以这种方式修改的图像数据(差值)输出到加法部分211，并且加到预测基准图像，以变为与解码方相同的再现图像，并且该再现图像存储在帧存储器203中。

因此，对第一比特串执行是否存在包括同步字的可能性的检测，并且当检测到这种可能性时，修改经过可变长度编码的第二比特串，从而不发生编码方与解码方之间的不匹配，可以防止同步字模拟，并且可以确保接收方恢复发送方所预期的图像。

在本实施例中，描述了当检测到包括同步字的可能性时，将控制信号输出到比特串修改部分和局部解码图像数据修改部分这一情况，但是也可以进行变化，由此，当检测到包括同步字的可能性时，将表示已经检测到这种可能性的控制信号输出到比特串修改部分和局部解码图像数据修改部分，并且当没有检测到包括同步字的可能性时，将表示还没有检测到这种可能性的控制信号输出到比特串修改部分和局部解码图像数据修改部分。

根据本实施例，图像信息修改处理是在与同步字匹配的情况下执行的，从而，虽然处理量稍微大于实施例1和实施例2，但是不再执行徒劳无功的图像信息修改。

根据上述实施例1至4的图像编码装置也可以构造为图像编码/解码装置，并且也可以安装在无线通信装置如无线基站或通信终端中。

本发明不限于上述实施例1至4，并且可以在不脱离本发明的范围的情况下进行各种变化和修改。例如，在上述实施例1至4中，这些描述参照了如图像编码装置的硬件，但是也可以通过软件来实现本发明。也就是说，可以将本发明的方法(检测包括同步字的可能性，并且当检测到这种可能性时，修改图像信息或比特串(图像数据)的方法)实现为一个程序，并且将该程序存储在可写记录介质如ROM中，并且通过CPU执行该存储程序。而且，可以通过从存储介质中读出该软件来由计算机实现本发明。此外，通过将上面实施例1至4所述的功能加入到图像分配服务器中，可以实现不产生同步字模拟的图像分配。

如上所述，根据本发明，在执行编码为包含由预定比特串组成的同步字的流的图像编码中，检测包括同步字的可能性，并且当检测到这种可能性时，修改图像信息或比特串，从而防止同步字模拟，并且确保接收方恢复发送方所预期的图像。

本申请基于2001年8月8日提交的日本专利申请2001-241283号，在此将其全文引作参考。

工业应用性

本发明可应用于安装在用于移动通信***的无线通信装置中的图像编码装置。

Claims (18)

1.一种图像编码装置，将输入图像编码为包含由预定比特串组成的同步字的流，所述图像编码装置包括：

同步字包括可能性检测部分，从组成添加所述同步字之前的流的比特串或者对应于所述比特串的图像信息中，判定是否存在包括与所述同步字相同的比特串的可能性；以及

图像信息修改部分，根据所述同步字包括可能性检测部分的判定结果，将所述图像信息修改为不存在包括与所述同步字相同的比特串的可能性的图像信息。

2.一种图像编码装置，将输入图像编码为包含由预定比特串组成的同步字的流，所述图像编码装置包括：

同步字包括可能性检测部分，从组成添加所述同步字之前的流的比特串或者对应于所述比特串的图像信息中，判定是否存在包括与所述同步字相同的比特串的可能性；以及

比特串修改部分，根据所述同步字包括可能性检测部分的判定结果，将所述比特串修改为不存在包括与所述同步字相同的比特串的可能性的比特串。

3.如权利要求2所述的图像编码装置，还包括局部解码图像数据修改部分，修改与由所述比特串修改部分修改的比特串相对应的局部解码图像数据。

4.如权利要求1所述的图像编码装置，其中：

组成流的比特串包括第一比特串和紧随在所述第一比特串之后的第二比特串；

所述局部解码图像数据修改部分对与所述第一比特串相对应的图像信息执行判定；并且

所述图像信息修改部分对与所述第二比特串相对应的图像信息执行修改。

5.如权利要求4所述的图像编码装置，其中，当存在第一比特串包括与同步字相同的比特串的可能性时，使对应于第二比特串的图像信息小于或等于预定最大值，或者大于或等于预定最小值。

6.如权利要求2所述的图像编码装置，其中：

组成流的比特串包括第一比特串和紧随在所述第一比特串之后的第二比特串；

所述同步字包括可能性检测部分对所述第一比特串执行判定；并且

所述比特串修改部分对所述第二比特串执行修改。

7.如权利要求1所述的图像编码装置，还包括变换编码部分，以多像素单元对输入图像执行变换编码处理。

8.如权利要求7所述的图像编码装置，其中：

所述变换编码处理是离散余弦变换处理；并且

比特串包括经过所述离散余弦变换处理的DC分量和AC分量。

9.如权利要求7所述的图像编码装置，其中：

所述变换编码处理是离散余弦变换处理；并且

比特串包括色彩信号内的不同色彩分量。

10.如权利要求8所述的图像编码装置，其中，当存在第一比特串包括与同步字相同的比特串的可能性时，使经过离散余弦变换处理的AC分量全为0。

11.如权利要求2所述的图像编码装置，还包括变换编码部分，以多像素单元对输入图像执行变换编码处理。

12.如权利要求11所述的图像编码装置，其中：

所述变换编码处理是离散余弦变换处理；并且

比特串包括经过所述离散余弦变换处理的DC分量和AC分量。

13.如权利要求11所述的图像编码装置，其中：

所述变换编码处理是离散余弦变换处理；并且

比特串包括色彩信号内的不同色彩分量。

14.如权利要求12所述的图像编码装置，其中，当存在第一比特串包括与同步字相同的比特串的可能性时，使经过离散余弦变换处理的AC分量全为0。

15.一种图像编码方法，将输入图像编码为包含由预定比特串组成的同步字的流，所述图像编码方法包括：

同步字包括可能性检测步骤，从组成添加所述同步字之前的流的比特串或者对应于所述比特串的图像信息中，判定是否存在包括与所述同步字相同的比特串的可能性；以及

图像信息修改步骤，根据所述同步字包括可能性检测步骤的判定结果，将所述图像信息修改为不存在包括与所述同步字相同的比特串的可能性的图像信息。

16.一种图像编码方法，将输入图像编码为包含由预定比特串组成的同步字的流，所述图像编码方法包括：

同步字包括可能性检测步骤，从组成添加所述同步字之前的流的比特串或者对应于所述比特串的图像信息中，判定是否存在包括与所述同步字相同的比特串的可能性；以及

比特串修改步骤，根据所述同步字包括可能性检测步骤的判定结果，将所述比特串修改为不存在包括与所述同步字相同的比特串的可能性的比特串。

17.一种图像编码程序，使计算机用作如下部分：

同步字包括可能性检测部分，从组成包含由预定比特串组成的同步字的流的比特串或者对应于所述比特串的图像信息中，判定是否存在包括与所述同步字相同的比特串的可能性；以及

图像信息修改部分，根据所述同步字包括可能性检测部分的判定结果，将所述图像信息修改为不存在包括与所述同步字相同的比特串的可能性的图像信息。

18.一种图像编码程序，使计算机用作如下部分：

同步字包括可能性检测部分，从组成包含由预定比特串组成的同步字的流的比特串或者对应于所述比特串的图像信息中，判定是否存在包括与所述同步字相同的比特串的可能性；以及

比特串修改部分，根据所述同步字包括可能性检测部分的判定结果，将所述比特串修改为不存在包括与所述同步字相同的比特串的可能性的比特串。

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