^ 4lJ5〇 A6 B6 五、發明説明（） 發明之領域： 本發明涤與隱藏信號傳送時遺失之影像資料有關。 發明之背景： 國際標準化姐嫌目前正發展一項標準，此標準規定了數 位儲存媒體之視頻編碼表式法’亦支援1.5百萬位元/ 秒之連由資料傅送率。此標準係說明於IS0-IEC JTC1/ SC2/WG11，標題為”活動圖像與附帶音頻之編碼” ’係於 1990年12月18日發行之MPEG90/176第二修訂版。此一 格式即為人所共知之MPEG。根據此一格式，將諸圖框之 序列分成数個群，而根據複數個編碼模式之一種’對每一 群中之涸別圖框作編碼。通常這些煸碼模式包括了圖框内 編碼（即I圖框）、K及兩種圆框、間預測式編碼（即Ρ 與Β圖框）。在所有模式中，皆僅對奇次圖場編碼’而對 偶次圖場則予Μ忽略。 美國的先進霣視研究聯盟（Advanced Television Research Consortium;下文簡稱ATRC)業已修改了此 MPEG格式，用來K數位形式傅送高解析度數位轚視 (High Definition Television;下文簡稱 HDTV)信號。 大體而言，此種HDTV啟始之信號钃碼係類似於MPEG， 但有下列之不同：其像素之解析度與資料傳送率增加了 ，且對每一画框之奇次與偶次圔場皆予煸碼。於此HDTV 糸统中，此编碼之信號在用於傳送的一較優先與一較不儍 先之頻道間，作優先順序之考量。對圈像再生極為重要之 甲 4(210X297公沒） ί請先《讀背面之注意事項再*寫本頁) .災. *打· 41350 A6 B6 五、發明說明（） 編碼資料，係Μ特定之功率位準傳送；而較不重要之編碼 資料，則係以較小之功率位準傳送，Μ便將同頻道干擾減 至最低。 圖1是作優先順序考量前，編碼格式之簡要圖。圖框 序列僅是作為代表，而在個別圖框上的字母I、Ρ、與Β, 則係指示個別麵框之编碼棋式。此圖框序列分成諸圖框群 (Groups 〇f Frames;下文簡稱 G0F)，而每一G0F 皆 包含了相同的編碼序列。編碼資枓之每一圖框皆分成諸片 段，而這些片段代表了 16條（舉例而言）影像掃描線。 每一片段皆分成諸巨集資料段*而每一巨集資料段係代表 一 16 X 16像素矩陣（舉例而言）之資料。每一巨集資 枓段分成六個資料段，其中包括四個與亮度信號有瞄之資 料段、與兩個與彩色信號有闞之資料段。分別對此亮度與 彩色資訊作編碼及合併，以便傳送。諸亮度資料段皆包含 了與個別8x8像素矩陣相闞之資料。每一彩色信號資料 段皆由一8 X 8資料矩陣所姐成，而此一 8 X 8資料矩 陣係與巨集資料段所代表的整個16 X 16像素矩陣有關。 根據圈框內編碼而編碼後之資料段•係由不連續餘弦係 數矩陣所姐成，此即是諸涸別8 X 8像素矩陣受到一不 .連鑛餘弦轉換（Discrete Cosine Transform ;下文簡稱 DCT)，以便提供解碼後信號。這些係數係受到適應量化 ，且在施加於儍先順序處理機前，其係經過執行長度與變 數長度編碼。因此，個別的傳送資料段可Μ包含較一 8 X 8矩陣為小的代碼字。圖框内纊碼資料之巨集資枓段除 4 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •^. •打. 甲 4(210X 297公沒) "^1350 A6 _____B6 五、资明說明（） 了包含DCT涤數外，尚包含了諸如所採用之量化位準、 巨集資料段位址或位置指示碼、與巨集資料段類型等資訊 〇 根據P或B圄框内編碼而編碼後之資料段，亦係由不 連續餘弦係数矩陣所姐成。但是於此例中，這些係數代表 了一預測的8 X 8像素矩陣與此霣際的8 X 8像素矩陣間 的餘數‘或差。這些係數也係受到量化，以及執行與長度編 碼。於此圖框序列中，I與P圖框係指定之固定圖框。 每一P圖框係自最後發生的固定圖框預測得來；而每一 B圖框，則係由其所排列之間的一個或兩個固定圖框預測 得來。此種預測性之編碼程序涉及了產生位移向曇，而此 位移向量係用來指示那一個固定圖框之資料段最能配合目 前所編碼預测性圈框之資料段。在逐一比對像素之基礎上 *自所編碼圈框之資料段，減去固定圖框上配合資料段之 像素資料，而得到諸餘數。這些轉換後的餘數與向量包含 了諸預測性圖框的編碼後資料。至於圖框内之編碼後圖框 ，這些巨集資料段則包含了量化、位址、與類型資訊。請 注意，即使一画框係作預測性編碼，假如無法找到合理的 資料段配合*則可在此預测性圔框中，對一特定資料段或 巨集資料段作画框内纒碼。此外•某些巨集資料段可能無 法作編碼，此時即增加次一編碼巨集資料段之位址，而跳 過這些巨集資料段。 在對此視頻資料编碼後，即根據一類似於MPEG的協定 作安排。如圆2所示，此種MPEG階曆式格式包含了複數 (請先M璜背面之注意事項再填¾本页) .蛑· • J· ( •綠. 甲 4(210X297公沒） 41350 A6 _____B6 五、發明説明（） 酒層•每一層皆具有個別的訊息搮題資訊。名義上每一訊 息標題皆包含了一起始碼，此即是與個別層相關且用來增 加訊息標題延伸之資料。許多的訊息標題資訊（如所參考 的MPEG文件所指出的）係在一 MPEG***環境下，為同 步目的所必須的。為了提供一數位HDTV同時廣播系統的 壓縮視頻信號，僅須要描述性的訊息標題資訊，亦即不必 包含起‘始碼與選擇性的延伸資料。 當參照由本***所產生的類似於MPEG之信號，值得注 意的是：（1)已根據一 1、？、8編碼序列*對視頻信號的 連縝性画場/圖框作編碼；Μ及（2)圖像位準的編碼資料 係在類似MPEG的片段或資料段群内作编碼，雖然每一圔 場/圖框所含片段的數目可能不同，且每一片段所含巨集 資料段的數目亦可能不同。 如（圖 2)長條L2之行所示，本系铳的編碼输出信號 係區隔成諸圖場/匾框（G0F)，而每一G0F(L2)包含 了一訊息棵題，而其後面跟阐著圖像資料之諸區隔。此 G0F訊息標題包含了與水平及垂直圖像尺寸有RI的資料、 寬高比、圔場/圔框傳送率、位元傅送率等。 對懕於個別圔埸/画框的圖像資料（L3)包含了 一訊息 標題，而其後面跟皤著片段資料（L4)。此圖像訊息標題 包含了 一圖場/圃框數目及一圖像碼類型。每一片段（ L4)包含了 一訊息檷題，而其後面跟皤著複數個資料 MBi的資料段。 此片段訊息標題包含了一群數目及一量化參數。 -6 - 甲 4(210X297 公沒） ......................................................装..............................打..............................線 ί請先閱請背面之注意事項再填寫本頁) 41350 A6 __B6 五、發明説明（） (請先閱讀背面之注意事項再填坏本頁) 每一資料段MB ί (L5)代表一巨集資料段且包含了一訊 息標題*而其後面跟隨著諸移動向量與編碼係數。此 MBi訊息檷題包含了一巨集資料段位址、一巨集資料段類 型、與一量化參數。諸編碼係數係如層L6所示。請注意 每一巨集資枓段係由六個資料段所姐成，其中包含了四個 亮度資料段、一個ϋ彩色信號資料段、及一個V彩色信 號資料'段。 以每次一個資料段之方式，將諸資料段係數提供給 DCT，其中直流係數首先產生，其後面依DCT諸交流係數 之相對重要性，而跟皤著這些涸別的DCT交流係數。而 在每一連鑛的產生資料段之结尾，加上一資料段结尾碼 ΕΟΒ 〇 •Λ· -綠· 如圆2所示，階層式格式化之壓縮視頻資料係施加於 一優先順序處理機，其中此編碼資料係在一高儍先順序頻 道HP與一低優先順序頻道LP之間作分析。高優先順序資訊 即是當其遺失或訛誤時，將引起顯像嚴重退化之資訊；換 言之，此即是產生影像所須之最少資料，雖然如此所產生 之影像較完美的影像略差。而低優先順序資訊即是其餘的 資訊。此高優先順序資訊實質上包含了諸不同階層位準所 含的所有訊息檷題資訊、諸個別資料段的諸直流係數、以 及諸儸別資料段的部份交流係數（參閲讕2位準）。 為了作優先順序處理，對編碼資料的諸個別類型指定了 優先等鈒或類型。例如，將所有片段訊息檷醺資訊（包括 片段識別碼、片段量化參數等）Μ上的所有資訊指定為優 甲 4(210X297X发） 24l35〇 Α6 Β6 五、發明説明（） {請先W讀背面之注意事項再瑱寫本頁) 先類型”0"。 將巨集資料段訊息標題資料指定為優先類型 ” 1 ”。將諸移動向量指定為優先類型” 2 "。而將優先類型 ”3”保留。將編碼資料段型樣指定為優先類型"5” ，且將 •打· 代表較高順序D C T係數的諸代碼字指定為優先類型” 6 ”到 ”68”。根據這些較高及較低優先順序資料的相對量•儍先 順序處理機即可將諸較高與較低優先頻道分配给這些優先 順序類‘型。請注意若將具有優先類型”0”的特定類型資料 當做最重要的，則優先順序等级係為相對重要性之指檷。 動作中的處理機將決定一優先順序轉折點（Priority Break Point;下文簡稱PBP)，此PBP對應於等鈒或類 型號碼，而將所有此號碼之上的所有資料皆指定到低優先 頻道。而將其餘類型的資料分配給高儍先頻道。誚參閲圖 2，且假設對一特定巨集資料段將此PBP定為”5”，此時諸 直流係數與所有較高階層之資料皆分配給高優先（ •綠·
Higher Priority;下文簡稱HP)頻道；而諸交流係數與 諸Ε0Β碼則指定給低優先（Lower Priority; 下文簡稱 LP)頻道。為了作傅送*所有HP代碼字皆Μ位元串列之 形式作連鎖•而不與諸個別資料段之資料交界。此外，這 些代碼字係作可變長度編碼，因而在代碼字間沒有分隔（ 這是為了要在一有限頻帶寬度之頻道中，實現最大有效的 頻帶《度）。將諸對應巨集資料段的ΡΒΡ傳送出去，使得 接收機能有所需之資訊，以便在諸個別資料段中分隔此 HP資。於LP頻道中，來自諸個別資料段之資料將由諸 Ε0Β碼所分隔。 甲 4 (210X297 公潘） ο 5 00 4 c<.
A B 明 议 明 發 五 與 LP為 用 功 Η之 此機 將理 處 於 加 施 料HP 資 頻 視 縮 壓 此 將
P L 機 ml 理 處 送 傳 此 資 別 個 入 隔 區 流 位元 的同位 與 核 中 段 料 資 送 傳 一 對化 行核工 執位多 段同料 料的資 資當助 送適補 *ί -βτ 傳上些 1 加這 每裡將 在那料 2)在資 ί並頻 ;，視 對LP 核或 i^tbp 二 環)> I 3 循ί LP或及 對以 題位 標的 息正 訊更 步法 同無 合有 配中 便料 以資 ，收 元接 位所。 對在藏 核且隱 位並的 同，差 些差誤 這誤供 用諸提 利離， 機隔時 收，而差 接訊誤 。 資元 (請先閱讀背面之注意事項再填驾本頁) 匾3所示者*係由此傳送處理機所提供之信號格式。個 ♦
別的傳送資料段可能包含多於或少於一片段之資料。因此 I 某一特定之傅送資料段可能包含自一片段末尾的資料、M i 及自次一片段開始之資料。包含視頻資料的傳送資料段， i 可μ與包含諸如音頻等其他資料的傅送資料段相互交插。 i 每一傳送資料段包含了 一服務類型訊息標題ST，其可指示 ^ 包含在個別傳送資料段中之資訊類型。於此一例子中，此 ^ ST訊息標題係一8位元字，其可指示此資料是HP或LP，亦 ΐ 可指示此資訊是音頻、視頻、或輔助資料。 每一傅送資料段包含了一傳送訊息標題（Transport Header ;下文簡稱ΤΗ)，其係跟«在ST訊息檷趙之後。對 、 LP頻道而言，此傳送訊息檷題包含了一 7位元的巨集資料 段指禰、一 18位元的雄別碼、以及一7位元的記錄訊息摞 題（Record Header;下文簡稱RH)。此HP頻道之傳送訊 息檷題僅包含了一 8位元的RH指檷。此巨集資料段指檷 係用於區隔的巨集資料段或記錄訊息檷題之成分，並且用 甲 4(210X297 Υβ) 41350 A6 B6 五、發明説明（） ί請先《讀背面之注龙事項再填艿本頁) 於到次一可解碼成分的起始點。例如，如果某特定傳送資 料段包含了 一巨集資料段的資料，而此資料係與片段η的 结尾與片段η + 1的開始有闞，則來自片段η的資料將放置 於緊臨此傳送訊息標題處，且此指檷將指出次一可解碼之 資料係緊臨於此傳送訊息檷題ΤΗ。相反地，如果一記錄訊 息標題係緊臨於此ΤΗ，則此第一指檷將指示此位元位置係 在此記‘錄訊息檷題之後。而一零值巨集資料段指標則指示 此傳送資料段並無進入點。 •打· 傳送資料段可不包含、包含一個、或一個以上的記錄訊 息標題。在HP及LP頻道中，一記錄訊息搮題產生於巨集資 料段中資料的每一片段。在僅含視頻資料訊息檷題資訊的 傳送資料段中，並未含有記錄訊息標題。在此傳送資料段 中，記錄訊息檷題（RH)的指檷將指到含有第一記錄訊息檷 題起始之位元位置。一零值RH指標則指示在此傳送資料段 中並無記錄訊息檷題。如果記錄訊患標題指標與巨集資料 段指標皆為零值，此一狀態則指示此傳送資料段僅包含視 頻資料訊息檷題資訊。 •汰· 在此LP傳送訊息標題的18位元之識別碼可識別目前的圖 框類型、圖框號碼（棋32)、目前的片段號碼、以及此傅 送資料段所含之第一巨集資料段。 在此傳送訊息欏題之後的是一記錄訊息標題、RH、或資 料。如圖3所示，在此HP頻道中，此視頻資料之記錄訊息 檷題包含了下列資訊：一個1位元的旗檷FLAG，其可指示 是否存在著一訊息檷題延伸資訊EXTEND。FLAG之後則是一 _________-10 - 甲 4(210X 297 乂 发） 41350 A6 B6 五、發明説明（）
識Si!碼IDENTITY，其可指示（1)此圖場/圖框之類型I、 B、或P; (2) —此圖場/_框之號碼（模32) FRAME ID; Μ 及（3) — 片段之號碼（棋 64) SLICE IDENTITY。在 此識別碼之後，此記錄訊息檷題包含了一巨集資料段之優 先順序轉折點指示碼PBP。此PBP可指示由優先順序選擇 器的分析器（152)所產生的代碼字等级，以便將這些代碼 字分配‘到諸HP與LP頻道間。最後，於此HP記錄訊息檁題中 ，可包含一可自由選擇的訊患檷題延伸部份。 於LP頻道所使用的記錄訊息標題僅包含了一識別碼 IDENTITY *其係與HP頻道所使用的識別碼類似。 每一傅送資料段係Μ — 16位元的圖框核對序列（Frame Check Sequence;下文簡稱FCS )作終结，此FCS係自傳 送資料段的所有位元裡記算出來。此FCS可以利用一循環 冗位碼產生出來。 此傳送資料段的資訊即施加於個別的諸前向誤差編碼元 件，這些元件的功能在於：（1)獨立於個別的諸資料流· 執行李得所羅門（Reed Solomon)前項改錯編碼；（2)將 諸資料段交插，使得嚴重誤差分割時，不致於惡化一大片 連績的顯像區；Μ及（3)於資料加上諸如巴克（Barker) 碼等，Μ便在接收櫬中使此資料流同步。 一接收櫬回應於所傳送之信號，而此信號係已格式化如 上所示，此接收機包含了用來執行反向訂定優先順序並作 反向編碼的裝置。此HP及LP資料的反向訂定優先順序或重 新合併•須在解碼完成前執行之，因為此解碼器預期見到 甲 4(210X 297 W 沒) ί請先W讀背面之注意事項再填寫本頁) 沃_ •打· •綠· 11 ο 5 3 T1 4 C"
A B 五'發明説明（） 之資料係為預定之格式（類似於圖2所示者）。但所須明 瞭者，至少有一部份的接收信號將在傳送過程中惡化了。 我們考慮如果是在一 HP傳送資料段中遣失了 PBP碼，沒有 了此PBP碼，即不能分隔對應於一巨集資料段的諸個別資 料段之資訊。其结果是包含在此HP傳送資料段中相當部分 的資訊係無用的。此外，對應於包含在此HP傳送資料段的 諸資料‘段，LP傳送資料段中的資訊亦是無法使用的。事實 上，包含在一 HP傳送資枓段的一單一PBP代碼字遺失時， 可能使得整個片段的其他有效資料亦是無用的。第二個例 子則是在一晝面訊息標題中之代碼字遺失了，而此代碼字 係用來指定圈框編碼類型。沒有此代碼字時*煸碼資料的 整個圖框皆係無法使用了，或者至少是不可靠了。 發明之概要： 本發明是在一數位視頻信號處理系統中之裝置，係用來 皤藏可能發生於顯像之誤差，而此誤差係由於信號傳送時 影像資料遣失之故。此系铳所包含之裝置係用來偵測所傅 送之視頻資料、若誤差係出現於所接收資料之區段（傅送 資料段）則產生誤差信號、並且自資料流中除去帶有誤差 之區段。所接收之資料即施加於一解碼器/解壓縮器糸统 ，此***即根據一預定序列•對此傳送到之視頻資料作解 碼與解壓縮，並且將已解壓縮之視頻資料施加到一記憶體 中（K便作後續之顯示或記錄等）。此解壓縮器係回應於 誤差信號，而以替換的資料取代產生誤差之資料段。在一 ___- 12 - 甲 4(210X 297-a'沒） f請先閱讀背面之注意事項再填窝本頁) •装· •Λ· .綠. ^41350 A6 ___B6 五、發明説明（） 特定之實施例中，此替換的資料包含了壓縮資料；而在另 一實施例中，則包含了壓縮資料以及解碼後時空相闞資料 0 於一特定實施例中，在諸可變長度代碼字（無代碼字邊 界）的兩資料流內，提供了所接收資料，諸資料流係源自 根據某一特定階靥之單一資料流，而第一與第二接收資料 溁儷別'包含了較重要與較不重要的資料。兩資料流的每一 資料流中之資料係產生於锢別之區段，且其係獨立核對誤 差，並於誤差產生時將之除去。此二資料流係施加於一可 變長度解碼器，以便決定代碼字邊界，並且將兩資料流重 新合併成單一資料流。此可變長度解碼器偽回應於諸誤差 信號，上述誤差信號係用來指示較不重要之資料區段已被 除去了，而可在此重新合併的資料流中，以對應於一預定 值之資料替換被除去之資料。 附醞之簡要說明： 圖1是一類似於MPEG信號編碼階靥之代表圖。 圔2是一類似於MPEG信號格式之示意画。 圖3是安排作傅送的一信號區段之示意圖。 腫4是包含了誤差皤黼裝置的一 HDTV之部份方塊圖。 是用來處理所接收傳送資料段並提供誤差信號的裝 置之方塊圖。 醒6是一 HP/LP信號合併器之方塊圖。 圓7是可實施圃4中解壓縮轚路（27)的典型電路之方 _- 13 - 甲 4(210X297乂沒） ί請先閑讀背面之注意事項再填窝本頁) 装· •打· .線· ^1350 A6 B6 五、發明説明（） 塊圖。 圖8是一合併的信號合併器-解壓縮器之示意圖。 詳细說明： 請參閲圖4，傳送信號係耦合到一解調變器（20) ·此 解調變器提供兩®信號，此二信號分別對應於一高儍先順 序HP與‘一低優先順序LP視頻資料。此二信號係分別施加於 李得所羅門誤差更正解碼器（21)與（22)。這些誤差更 正後信號係耦合到速率媛衝器（23)與（24)，這些速率 緩衝器可以一定速率接收資料*且可以與後績解壓縮器電 路需求相稱的可變速率输出資料。此可變速率HP與LP資料 係施加於一傳送處理機（25)，此傅送處理機（25)可執 行進一步的誤差核對、隔離傅送資料的個別類型（輔肋資 料、音頻、與視頻）、以及自服務資料分隔個別傅送資料 段訊息檷題。此視頻服務資料與對應誤差資料及傳送資料 段訊息檷題係施加於一優先順序反向選擇處理機（26) * 此處理機將HP與LP資料重新格式化成一階層式信號，而施 加於一解壓縮器（27)。此解壓縮器（27)可將壓縮信號 轉換成逋用於顯示或儲存之信號。 圖5所示之傳送處理機（25)係包含於此***之接收機 部份。需要兩個此類處理機* 一個用於HP頻道，而另一個 用於LP頻道。如果得知將在一特定頻道永遠除去音頻或輔 肋資料之優先順序，則可自此頻道傳送處理櫬除去諸對應 元件。 (請先閱請背面之注意事項再填窵本頁) •装· ’打· •綠· 甲 4(210X 297'“'沒） -14 - ^41350 a6 ___B6 五、發明說明（） 於圖5中，來自速率緩衝器（23)與（24)之資料施加 於一 FCS偵側器（ 250)與一延遲元件（251)。此延遲元 件（251) 將提供一傳送資料段間隔的延遲，以便讁此偵 側器（250)決定是否有任何誤差出現於對應的傳送資料段 。此偵側器（250)將決定是否有任何產生之誤差係不能為 李得所羅門誤差更正解碼器（21)與（22)所更正*並且提供 一誤差‘信號E · Μ指示在此傳送資料段有誤差產生了。此 誤差信號施加到一1到3多工器（253)之输入埠。延埋傳 送資料段之資料亦施加於此多工器（253)。延遲傳送-資料 段之資料亦耦合到一服務類型偵測器（ST DETECT) (252), 其可檢査此腋務類型訊息檷題•且回應各種狀況到此多工 器（253) 便通過此傳送資料段資料及對應的誤差信號 ，而到通合的音頻、輔肋資訊、或視頻信號處理途徑之一 Ο 視頻信號處理途徑之中，此傳送資料段資料及對應的誤 差信號係耦合到一處理元件（256)，其可自資料流中除去 此FSC碼K及傅送訊息檷題ST、TH、與RH。亦安排消除偵 測到誤差的視頻資料之整個傳送資料段。元件（256)經由 分離的匯流排，提供除去傳送資料段訊息棵題的視頻資料 、誤差資料、Μ及傳送訊息檷題給此優先顬序反向選擇處 理機（26)。 此PEC電路（21)與（22) Μ諸固定長度字提供了所接 收之資料•這些字係對懕於編碼器提供給此FEC電路之諸 固定長度字。這些傳送資料段訊息檷题資料係產生於諸位 甲 4 (210X 297 公发） 一請先閱讀背面之注意事項再填寫本瓦) k. •打. 15 ^1350 A6 ___B6 五、發明説明（） (請I閱請背面之注意事項再填寫本頁) 元姐邊界，而這些位元姐遏界係由此傳送訊息標題所預定 (ST、TH、及FCS)或識別（RH)。這是從諸個別的傅送 資料段識別並抽出所需傳送資料段訊息標題的一相對較簡 單之方法。 圖6所示者係一典型的優先順序反向選擇處理機。此 優先順序反向選擇處理櫬自此接收機的傳送處理機接收資 料，並且重姐此HP與LP資料成一單一之資料流。為達到此 一目的，須識別此資料流的諸個別代碼字，即是每一資料 段中代碼字之等级或類型須是可偵測的。因此資料係以連 鎖可變長度碼（Variable Length Codes;下文簡稱 VLC )之形式出琨，其必須至少是部份作VLC解碼，Μ便界定 諸代碼字邊界與諸代碼字類型。一旦決定了這些代碼字邊 界與對應之類型*即能（在此HP頻道）決定這些資料的優 先順序轉折點（即PBP)。其後即能在諸個別資料段間分 配這些HP資料，並且將其解析成個別平行位元VLC碼之形 式。利用此E0B碼，可將對應於諸連鑛資料段的LP資料區 分出來。但是為了要辨識諸E0B碼並將諸連鎖資料解析成 分雛之代碼字，這些LP資料的VLC解碼是必須的。對諸 E0B碼的偵測將使此處理機回到較優先的頻道。此外藉著 計數這些發生的E0B碼，此處理機可以決定何時將可得到 巨集資料段、片段、圈框等新的訊息檷題資料。 依照此解颳縮器（27)之姐態而定，由此優先順序反向 選擇處理裝置所提供的输出資料將有不同之形式。例如， 如果此解壓縮係一種類似於MPEG之解壓縮器’而包含了可 _ - 16 - 甲 4(210X 297W 沒） -41350 A6 __B6 五、發明説明（） 變長度解碼VLD電路，則將姐態此反向選擇電路，以便Μ VLC之形式提供输出資料。代替性地，可在此解壓縮器（ 27)中包含此反向選擇罨路，且使此解壓縮器提供VLD之 功能，此時输出之諸代碼字將為可變長度解碼之形式。 圖6所示者係一典型通用式優先順序反向選擇處理裝置 ，其可加Μ安排而提供可變長度編碼或解碼之視頻输出資 料。於^6中，由此傳送處理機（25)所提供之HP與LP資 料，係假設以固定代碼字長度之方式產生。這些代碼字係 施加於個別的滾简式移位器（60)與（61)。這些滾筒式 移位器連鐵每一個固定長度之代碼字•而且經由多工器（ 62) •將這些資料位元之合併施加於包含在可變長度解碼 器（Variab 1 e Length Dec〇rder ;下文簡稱 VLD) (64) 之諸解碼表上。逭些解碼表將決定此VLD输出資料之形式 。热悉壓縮技術之人士當可明瞭此類可變長度之解碼，有 翮可變長度解碼之更詳细說明，請參考”數位式HDTV應用 的平均訊息量編碼系統"一文，係由L e i與S u η所著，刊 載於1991年3月出版的IEEE視頻技術之電路與系統學報· 第1卷，第1期。 將此 VLD(64)設定程式，Μ便自此多工器（62)接收 HP資料，直到遇到一優先順序轉折點；然後自此LP頻道接 收資料，直到遇到了一 Ε0Β ;此時其將再度自此HP頻道接 收資料•如此繼績下去。更明確地說，此VLD包含了一狀 態櫬器（即解碼器狀態序列器），可將其設定程式Μ便控 制此解碼序列。並可將此狀態序列器設定程式，Μ便按照 甲 4 (210X297 公沒） {請先《讀背而之注意事項再填宵本頁) •装· •打. -後_ 17 (4ί350 Α6 _Β6 五、發明説明（） 一預定之输入資料序列控制此V L D ，例如此输入資料序列 可Μ是圖2所示之資料格式。由此傳送處理機所替供之訊 息檷題資料係耦合到此狀態序列器· Μ便啟動在此裝置中 所設定的每一個別之控制序列。一旦業Μ同步於此資料序 列的某一特定點•例如一圖框之開始、或一片段之開始等 ，此序列器即可提供所須的控制功能*以便對後鑕產生的 資料解'碼。除了對個別的代碼宇解碼外，亦可對此吠態序 列器作程式設定* Κ便输出一信號而指示次一產生代碼字 之預期等级或型態。此”型態"信號係施加於一比較器電路 (63)之一输入端。由此傳送處理機得到的優先顒序轉折 點ΡΒΡ碼，係旛加於此比較器之第二输入端。只要來自此 狀態序列器的”型態”信號係小於此Ρ Β Ρ信號，此比較器之 输出即決定鑲此多工器（62)通過HP資料到此VLD (64) ;反之，則通過L P資料。 由此VLD (64)所提供的HP與LP視頻資料係施加於一多 工器（67)，且在無任何誤差指示時输出到此解懕縮器（ 27)。如果業已偵測到誤差，則由一誤差記號產生器（ 65)所提供的替換視頻資料，將自此多工器（67)输出。 此誤差記號產生器（65)可以是諸如一微處理櫬，而可 將其設定程式*以便回應於包含在諸傳送資料段的訊息檷 題資訊、VLD之狀態、K及諸誤差指示。此誤差記號產生 器（65)可包含一模擬壓縮視頻資料之替換資料表。這些 資料係對應於可由類似MPEG解壓縮器所能辨識的特定資料 。一記憶體（66)亦提供資料給此誤差記號產生器•這些 _- 18 - 甲 4(210X297公潘） ......................................................^............................................................ f請先《讀背面之注意事項再填寫本頁) ^41350 A6 B6 五、發明説明（） 資料可能用來替換被消除的視頻資料。此記憶腊（66)特 別係回應於此VLD之狀態序列器，而載入諸移動向量，這 些移動向量係對應於例如前面資料片段中巨集資料段之諸 移動向量。 影像物體之移動將跨越諸巨集資料段，此外，諸誤差亦 將沿者水平方向傳播或產生。因此，來自垂直相鄰諸資料 段的諸'移動向量將很可能是類似的，而且替換來自垂直相 鄰諸巨集資料段的諸移動向量，將得到可接受的誤差皤藏 。類似地，來自垂直相鄰諸資料段的諸直流DCT係數亦可 期望是類似的。埴些資料亦可儲存於此記憶體（66)，以 便替換遺失的諸直流係數。 此記憶體（66)中資料之儲存，係由此狀態序列器所控 制。可對此序列器設定程式，以便按照一預定之序列而決 定此VLD的输出資料，並且當自此VLD输出時，可提供適 當之信號以便取得所需類型之資料。可在預定之位址將這 些資料寫入此記憶«，而此位址係可由此誤差記號產生器 所存取。 此誤差記號產生器監視傅送訊息棵題資料與誤差信號· Μ便決定何種資料於何時遣失，並且回應於這些遺失之資 料•在一巨集資料段之基礎上替換這些資料。可預先對預 定類型資料之諸序列設定程式，以便依照圓框類型與遣失 資料的類型而作替換。例如，當諸巨集資料段載有諸特定 位址且於一預定序列產生時，此誤差記號產生器將回應於 此訊息檷題資料，而決定是否在諸巨集資料段的正常序列 甲 4(210X 297W沒） ί請先《讀背面之注意事項再滇寫本頁) •装· •打· •綠. -19 - 41350 \ A6 B6 五、發明説明（） 有一轉折點，並且提供替換的諸巨集資料段給遺失的諸巨 集資料段。 在討論由此誤差記號產生器（65)所提供的替換資料之 特定例子前，最好先說明一個MPEG類型的解壓縮器。請 參閲圖7 ，所示者係一典型MPEG類型的解壓縮器之一般形 式。 由此'優先順序反向選擇處理機的多工器（67)所提供之 視頻資料，係施加於一媛衝記憶體（3〇〇)。這些資料係可 由此解颸縮控制器（302)所存取，且係拖加於一可變長度 解碼器（VLD) (303)，其係以可變長度之方式對所施加之資 料解碼。且抽出訊息檷題資料K便設定此控制器（302) 。對應於諸DCT係數之可變長度解碼後代碼字係被抽出， 且施加於一解碼器（308)，並且對應於諸移動向量的諸可 變長度代碼字係施加於此解碼器（306)。此解碼器（308) 包含了一些装置，可在此控制器（302)控制之下，適宜地 執行反向執行長度解碼Μ及反向DPCM編碼。來自此解碼器 (308)的解碼資料係施加於一反向DCT電路（310)，此電 路包含了反向量化諸涸別DCT係數、並將這些係數轉換到 一像素資料矩陣的竃路。埴些像素資料然後耦合到一加法 器（312)之一输入端，而此加法器（312)之输出係耦合到 此視頻顯示》機存取記億體（318)與緩衝記憶體（314)及 (316)。 此解碼器（306)包含了 一電路，可在此控制器（302)的控 制下，適宜地執行諸移»向量的反向DPC Μ編碼。解碼後之 甲 4(21〇Χ 297 父沒) (請先閑讀背面之注意事項再琪宵本页) _裝. •打· •線. "41350 五、發明説明（） (請先閑讀背面之注意事項再填寫本页) 諸移動向量涤施加於一移動補償預測器（304)。回應於這 些移動向量，此預測器可存取儲存在此緩衝記憶腊（314) 與（316)的其中一個（順向）、或兩個（順向與逆向）記憶賭 中之諸向素資料段。此預測器提供一資料段之資料（來自 諸媛衝記憶體之一）、或一内插資料段之資料（源自兩緩 衝記憶體的個別諸資料段）給此加法器（312)之一第二输 入端。‘ 解壓縮之執行係如下所述。如果输入視訊資料之一圖場 /圖框係作圓框内編碼，則並無移動向董，而且此解碼後 或反向轉換後之諸DCT係數係對應於諸像素值之諸資料段 。因此對圖框内編碼資料*此預測器（304)施加一零值到 此加法器（312)，且此反向轉換後之諸DCT係數無改麥地 由此加法器（312)通過，而來到此視頻顯示随機存取記憶 艘，這些係數儲存在此處，以便根據一正常光域掃描而作 謓出。解碼之諸像素值亦係儲存在兩娥衝記憶體（314)及 (316) ，Μ便用於形成諸預澜影像值，而對諸移動補償圖 框（Β或Ρ)。 如果输入資料的一圖場/圖框係對應於一前向移動補償 之圈場/圖框，則諸反向轉換之諸係數，將對應於目前圖 場/圖框與最後產生I圃框間之諸餘數或差。此預測器（ 304) 係回應於此解碼後諸移動向量*而存取儲存在緩衝 記憶體（314)或（316)兩者之一的I圖框資料之對應資料 段，且提供此資料段之資料到此加法器，其中由此反向 DCT電路（310)所替供個別諸資料段之諸餘數，係與由此 21 甲 4 (210X297 公沒） 41350 A6 B6 五、發明説明（） ί請先W讀背而之注意事項再填窝本页) 預測器（304)所提供對應資料段的像素資料相加。由此加 法器（312)所產生諸和，係對應於此P圖埸/圖框諸個別 資料段之諸像素值•而這些像素值係施加於此視頻顯示隨 機存取記憶體（318)，以便更新諸個別儲存位置。此外1 由此加法器（312)所提供之諸像素值，係儲存於緩衝記憶 體（314)與（316)兩者之一，但是這些緩衝記憶體並不儲 存用來_產生預測像素資料的像素資料I圖埸/圖框。 .打· 對於雙向編碼之諸（B)圖埸/圖框，其動作是類似的 ，但不同點在於：依照諸個別移動向量係前向向量、反向 向量、或兩者皆有，在媛衝記憶體（314)與（316)中，自儲 存之諸固定圖框（I或P)存取諸預測值。所產生之諸B圖 埸/圖框像素值•係施加於並更新此顯示随機存取記憶體 (318)，但並不儲存於兩個緩衡記憶體中之任何一涸，因 為B圖埸/圖框資料並不用於產生其他圖場/圖框的圖像 資料。 在此類似MPEG的信號格式中有一點須要注意，即是可能 眺過P與B編碼圖框之諸巨集資料段。在誤差陲藏中•此 一因素可容許某些彌性。對於跳過的諸巨集資料段而言， 此解碼器有效地自前一圈像將其複製到目前的圖像；或是 替代地，對於跳過的諸巨集資料段，並不更新此視頻顴示 随機存取記憶體（318)之諸對應區域。藉由Μ諸零值對諸 移動向量煽碼，並Κ全部零值對諸DCT係數煸碼，可完成 巨集資料段之跳過。另一方面在I編碼之諸画框中，並未 跳過認一巨集資料段，換言之，此解碼器預期諸I圖框中 22 甲4(21〇X 297U沒) 41350 A6 __B6 五、發明説明（） 所有巨集資料段之資料。因此，不能以前面圖框之資料簡 單地取代遺失的諸巨集資料段。 第二點要注意的，當對這些DCT係數編碼時，在最後非 零係數之後放置了 一 EOB碼。在個別資料段中，於此最後 非零係數與可能的最後係數間，不論有多少零值係數，皆 已對此解碼器設定程式以迪懕此一狀況。 第三‘點要注意的，即是對於諸P與B圆框，對應於此資料 階層中較高階層的大量資料，很有可能在此LP頻道中傅送 。但是I圖框則非此種情況。 現在即考慮由此誤差記號產生器所提供替換資料之例子 。替換資料之類型係依：目前所處理圖框之類型、誤差產 生在HP或LP頻道、以及誤差產生在資料流中之何處等因素 而定。現在考盧當一誤差產生於一 I圖框之LP頻道*且在 此LP頻道中僅有諸交流係數正在傅送時（此時之PBP係大 於或等於5)，於此例子中，諸個別EOB碼可用來替換這 些交流係數，這些交流係數在巨集資料段的每一資料段之 LP頻道中，而在此LP頻道中除去了每一巨集資料段。得自 此替換資料之影像將缺少结構，但將有適當之亮度值。因 此*自此替換視頻資料所產生的諸像素雖然尚有誤差，但 不會產生特別引人注目的影像加工品。另外一例中若PBP 小於5，而直流DCT係數在此LP頻道傅送時，於此例中， 當以諸EOB取代遺失的LP資料時，將會提供過少的資料給 此解®縮器，而不足以產生不令人討厭的加工品。於此例 Μ及HP頻道的例子中，替換資料須包含足夠的資訊•以便 __- 23 - 甲 4(210X297 乂沒） ί請先《讀背面之注意事項再填窵本页) 装· •打· *竦· '41350 A6 B6 五、發明說明（） 解壓縮器可在一巨集資料段的基礎上，執行一解碼之功能 。換言之，須提供足夠的資料給此解壓縮器，Μ避免進入 一無法動作之狀態，但是替換掉視頻資料諸區域的顯像* 與實際影像並無關係。這些替換資料可能包含了此巨集資 料段之位址、巨集資料段之類型、對應於諸巨集資料段中 諸個別資料段的中間灰值之直流DCT係數、對應於諸巨集 資料段’中諸個別資料段的中間灰值之交流DCT係數、以及 諸巨集資料段中諸個別資料段的ΕΟΒ碼。請注意，若不啟 動其他諸程序，於諸I圖框中之此類誤差將會傳播穿越 GOF，我們將在下文討論這些程序。 提供給諸Ρ與Β圖框的替換資料也可Κ是類似的形式。例 如，假設僅有對應於諸交流DCT係數之資料在此LP頻道中 遺失了，則可用I圖框中之一 ΕΟΒ來替換這些遺失的資料 。於另一例中，假設諸移動向量以及在階層上較不重要的 資料，在LP與HP頻道的一個或兩個中遺失了，則至少可使 用兩種可相互替代形式的替換資料。第一種即是以諸零值 移動向量替換壓縮的諸巨集資料段，並K諸零值DCT係數 替換誅除去的巨集資料段。如此將自先前圖框之像素資料 有效地替換諸遺失的巨集資料段。對應於此諸替換巨集資 料段的顯像部份，將包含了高解析度的資料，但可能感受 到反常的移動，這是因為相對於替換資料的區域，其餘的 影像將一直在移動。第二種形式則是捤供設有諸移動向量 的諸巨集資料段，而這些移動向量係選自諸垂直相鄰之諸 巨集資料段；並且有目前的巨集資料段係未作編碼之指示 -2 4 - 甲 4(210X 297公沒） (請先W讀背面之注意事項再淇寫本頁) .裝· _打· •綠. ^41320 A6 _B6 五、發明説明（） ，.此即使將所有的餘數值皆考盧為零值。於此一例子中， 所考應：的影像區域乎不斷的與其餘的影像作同步的移動 ，但是此一區域的實際圖像细節可能有少許的誤差。這是 當選擇某些替換信號Μ便用於各種型態的遺失資料時，系 統設計者所須考盧的取捨。請注意來自垂直相鄰的諸巨集 資料段係循環地儲存在此記憶體（66)，並且亦自其中取得
I Ο * 琨在亦考慮這些直流DCT係數係自逐個巨集資料段作微 分編碼（DCPM)。於此例中，諸替換巨集資料段序列的最後 一巨集資料段將沒有一正確的直流DCT值，而可以給第一 非替換巨集資料段作參考。因此可將此誤差記號產生器設 定程式，以便自一垂直相郧的巨集資料段（係取自記憶體 (66))，或者自一時間取代配置的巨集資料段（取自一擴 充的記憶體（66)，係安排來儲存經選擇的壓縮資料，例如 整個圖框等），而在此種最後的替換巨集資料段替換一直 流DCT係數。 現在請再參閲圈7。上文中已指出，對於I圖框以及某 些類型的遺失資料•所提供的替換資料僅能使此解壓縮器 繼鑛動作，即使如此所產生的圖像資料似乎令人無法接受 。由於此誤差記號產生器所提供的誤差檷記，可避免將這 些資料寫入此顯示皤機存取記憶體（318)中。於諸I圖框 的處理時，此誤差記號產生器將產生所有替換資料的誤差 檷記，而上述這些替換資料將會產生可能無法接受的影像 。此一誤差檷記可能包含了對應於諸像素（或資料段、巨 ___- 25 - 甲 4(210X 297V沒） ......................................................St..............................^..............................^ (請先wi*背面之注意事項再填寫本頁) 41350 A6 B6 五、發明説明（） 集資料段）的二元一及零之型樣，而這些像素係自特定之 替換資料以及非替換資料中所產生的。這一誤差型樣係於 對應於此視頻顯示隨機存取記憶體中諸相闞像素位址的位 址，而載入一記憶體装置（313)。因為諸寫入位址係施加 於此顯示随機存取記憶體，這些位址值係施加於此記憶體 裝置（313)，以便對此誤差型樣定址。如果某一位址包含 了一誤‘差指示，則由此記憶體装置產生一信號’以便禁止 將這些新的資料寫入此顯示隨櫬存取記憶體的相關記憶體 之位置。 圖8所示者係另一實施例，其中優先順序反向選擇處理 裝置與解壓縮器分享了此可變長度解碼器。此一安排不但 無須在此***中使用兩個VLD ·而且移除了圖7中的記憶 體裝置（313)。圖8中的各電路元件若指定了與圖6及7 相同之代號，則其亦有類似之功能。但是圖8的電路中， 由此VLD所提供的諸输出字係為可變長度解碼之形式，此 外•包含在此誤差記號產生器的替換資料表亦改變了以包 含例如I圈框之跳過諸巨集資料段。此一安排的解壓縮準 則係實霣上符合MPEG之壓縮準則，但有一不同之儍點。此 不同點係其提供了可在諸I圖框中接受跳過的諸巨集資料 段。容許此解碼器辨識I圖框跳過的諸巨集資料段，意味 著對應於此跳過的諸巨集資料段區域之顯示隨機存取記憶 體或解碼缓衝記憶體（314， 316)中•將不修正I圈框之 資料。此一特點可取消圖7之記憶雅裝置（313) K及誤差 記號產生器之誤差標記產生功能。鑒於在前面的安排中* 26 甲 4(210X 297W沒) (請先閱讀背面之注意事項再填鸾本页) -装· •打· 41350 A6 B6 五、發明說明（） 一請先閑請背面之注龙事項再滇寫本頁) 對於替換I圖框資料之姐態，僅為了滿足提供資料給每一 巨集資料段此一需求，而於圖8之安排中，此誤差記號產 生器所提供之替換資料，將可作為跳過諸巨集資料段之直 接描述，而且可Μ有效地K時間取代配置的資枓代替這些 遺失的資料。對此跳過諸巨集資料段之指示，僅須將其包 含於次一偵測到有效片段訊息檷題之資料流中印可。 圖8 ‘之電路包含了 一系統控制器（370 )及一解懕縮控制 器（360 )。此***控制器（370 )控制了整體的接收櫬糸统 ，且係回應於用戶输入之刺激源。此一控制器可支配VLD 、狀態序列器、誤差記號產生器、Μ及解壓縮控制器，Μ 便使糸統啟動、越過某些解碼順序Μ便提供特殊的效果、 並且控制頻道之改變等。此解壓縮控制器（360)可控制解 壓縮轚路及顬示随機存取記憶體。來自VLD之視頻資料係 施加於此控制器（360)，而此控制器係作程式設定Κ便辨 識各種MPEG訊息檷題資料•且可經由通宜的解碼功能而回 應於序列之通宜資料。此控制器回應於此巨集資料段之諸 位址，而支配此顯示隨機存取記憶體將對應之解碼後諸像 素值寫人逋宜掃描區域。對應於由諸眺過巨集資料段所代 表掃描區域之諸顯示皤機存取記憶體諸單元，係由此控制 器（360)定期更新之，以便在這些區域中得到一時間之取 代。 ’因為圖8之***係作安排，Μ便處理（更正確地說應是 不處理）Ι、Ρ、與Β圖框中之跳過諸巨集資料段，因而羥 由此誤差記號產生器得Μ提供某些特殊效果。僅須藉由安 27 甲 4(21〇X 297公讀) 41350 A6 B6 五、發明説明（） 排此糸統控剌器，使其越過誤差記號產生器*而能夠Μ對 應於諸跳過巨集資料段的視頻資料來替換所有圖框中之所 有巨集資料段；或是使其越過並支配此解壓縮控制器，使 此控制器將所有巨集資料段視為已被跳過，即可由用戶引 動一靜止圖框之功能。此外，藉由諸如以諸跳過巨集資料 段越過所有的Ρ與Β圖框，而能提供頻閃效果。藉由設定 此控制'器（370)以支配此誤差記號產生器，而在交錯各姐 的片段中，提供對應於諸眺過巨集資料段之資料，則可以 實現部份的頻閃效果。 可安排此誤差記號產生器，Μ提供與誤差隱藏無瞄的特 定替換視頻資料。此替換資料表可包含替換資料，Κ便在 特定之條件下提供特定之影像。雖然此接收機係同步於一 特定之廣播頻道，而且自此傳送處理櫬無法得到可辨識的 訊息檷題資料，但可支配此誤差記號產生器，以便産生對 應於諸如一藍色晝面、或是~棋盤格圖型等之替換資料。 此外，當引動一頻道改變時，可支配此記號產生器以便自 正在觀貫的先前頻道凍結最後一圖框，直到此***同步於 新的頻道為止。 已在兩層或兩頻道系铳之環境中，說明了本發明。但是 熟悉視頻信號壓縮技術之人士當可明瞭，本發明亦可實腌 於單一頻道之糸统，並可以不同的懕縮信號格式賁腌之。 因此，必須根據下列的申镣專利範園考慮之。 甲 4 (210X297 父沒) ......................................................^..............................打..............................缘 ί請先閱讀背面之注意事項再淇寫本百) 28