專利名稱：一種基于碼流優(yōu)先級(jí)的手機(jī)電視鏈路層視頻傳輸方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及手機(jī)電視傳輸技術(shù)、數(shù)字視頻編碼壓縮技術(shù)和信道編碼技術(shù)，特別是一種基于碼流優(yōu)先級(jí)的手機(jī)電視鏈路層視頻傳輸方法。
背景技術(shù)：
目前已有的手機(jī)電視標(biāo)準(zhǔn)，比如數(shù)字視頻廣播-掌上設(shè)備(簡(jiǎn)稱DVB-H)，地面-數(shù)字多媒體廣播(Terrestrial Digital MediaBroadcasting，簡(jiǎn)稱T-DMB)和地面綜合服務(wù)數(shù)字廣播(TerrestrialIntegrated Services Digital Broadcasting，簡(jiǎn)稱ISDB-T)等，其前向糾錯(cuò)對(duì)于所承載的源信息是完全透明的。也就是說。這些標(biāo)準(zhǔn)中的信道編碼并不考慮所要傳輸?shù)男畔⒌奶匦?。但是這種沒有針對(duì)性的前向糾錯(cuò)不僅會(huì)造成寶貴的無線帶寬資源的浪費(fèi)，而且會(huì)增加手機(jī)的耗電量。
在手機(jī)電視中的視頻流的各個(gè)部分有著不同重要性。在高丟包的無線網(wǎng)絡(luò)中，丟失了重要的視頻數(shù)據(jù)，也就意味著后面相關(guān)的視頻流也不能正確解碼和顯示(如圖1)。很顯然，需要有一種機(jī)制對(duì)視頻壓縮流中的不同重要性的部分給予不同優(yōu)先級(jí)的保護(hù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于碼流優(yōu)先級(jí)的手機(jī)電視鏈路層視頻傳輸方法，主要解決現(xiàn)有手機(jī)電視標(biāo)準(zhǔn)，比如DVB-H、T-DMB和ISDB-T等的信道編碼并不考慮所要傳輸?shù)男畔⒌奶匦裕瑳]有針對(duì)性的前向糾錯(cuò)不僅會(huì)造成寶貴的無線帶寬資源的浪費(fèi)，而且會(huì)增加手機(jī)的耗電量的技術(shù)問題，它從手機(jī)電視的鏈路層協(xié)議架構(gòu)出發(fā)，根據(jù)視頻壓縮流中的不同重要性分別給予不同優(yōu)先級(jí)的前向糾錯(cuò)保護(hù)，以達(dá)到視頻可靠傳輸和省電的目的。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的一種基于碼流優(yōu)先級(jí)的手機(jī)電視鏈路層視頻傳輸方法，以前向糾錯(cuò)方法為基礎(chǔ)，其特征在于確定優(yōu)先級(jí)傳輸?shù)腗PE-FEC的幀結(jié)構(gòu)和打包方法，其中包括①M(fèi)PE幀結(jié)構(gòu)的確定在高優(yōu)先級(jí)MPE幀的結(jié)構(gòu)里面，對(duì)keyframe用Cascade FEC進(jìn)行保護(hù)；②高優(yōu)先級(jí)MPE幀大小的確定；③在MPE幀的section層傳輸包的報(bào)頭處的設(shè)定FEC類型指示和優(yōu)先級(jí)標(biāo)志；其中MPE-FEC多協(xié)議封裝-前向糾錯(cuò)；key frame關(guān)鍵視頻幀；Cascade FEC前向糾錯(cuò)級(jí)連；Section節(jié)。
所述的基于碼流優(yōu)先級(jí)的手機(jī)電視鏈路層視頻傳輸方法，其特征在于該Cascade FEC是在MPE-FEC部分使用RS(255，191，64)，而MPE幀的應(yīng)用數(shù)據(jù)表內(nèi)部又加一層FEC保護(hù)成為Cascade FEC。
所述的基于碼流優(yōu)先級(jí)的手機(jī)電視鏈路層視頻傳輸方法，其特征在于內(nèi)嵌FEC是除RS之外的低密度分組碼、回旋碼、或特博碼中的任意一種。
所述的基于碼流優(yōu)先級(jí)的手機(jī)電視鏈路層視頻傳輸方法，其特征在于發(fā)射端對(duì)key frame進(jìn)行打包時(shí)候?qū)⒏鶕?jù)它在整個(gè)上層視頻幀序列里的權(quán)重，上層視頻幀序列的時(shí)間，視頻基本流碼流率，以及信道的平均誤碼長(zhǎng)度，就可以得出所需要放內(nèi)部FEC的大小，也就是MPE幀大小；對(duì)于P幀，它們將用普通的FEC保護(hù)。
所述的基于碼流優(yōu)先級(jí)的手機(jī)電視鏈路層視頻傳輸方法，其特征在于在section包的報(bào)頭的未被使用的MAC地址處標(biāo)明內(nèi)部FEC的類型和優(yōu)先級(jí)標(biāo)志。
藉由上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有的技術(shù)效果是1、本發(fā)明方法中關(guān)鍵信息被重點(diǎn)保護(hù)，所以糾錯(cuò)能力更強(qiáng)，助于提高視頻的接收質(zhì)量。
2、本發(fā)明在關(guān)鍵幀信息無法正確接收的無線信道環(huán)境下，次要幀信息的FEC和應(yīng)用層協(xié)議處理和視頻包解碼可以跳過，有助于接收端省電。


圖1是丟包對(duì)基于時(shí)間切片(time-slicing)的手機(jī)電視鏈路層傳輸?shù)挠绊懙氖疽鈭D。
圖2是基于優(yōu)先級(jí)的手機(jī)電視鏈路層傳輸基本原理圖。
圖3是本發(fā)明方法中Cascade FEC對(duì)視頻關(guān)鍵幀的重點(diǎn)保護(hù)具體實(shí)施方式
本發(fā)明提供了一種基于碼流優(yōu)先級(jí)的手機(jī)電視鏈路層視頻傳輸方法，它以針對(duì)性的前向糾錯(cuò)保護(hù)思想為基礎(chǔ)(如圖2)。該方法提出了適合優(yōu)先級(jí)傳輸?shù)腗PE-FEC的幀結(jié)構(gòu)和打包方法，其中包括1、MPE幀結(jié)構(gòu)的確定在高優(yōu)先級(jí)MPE幀的結(jié)構(gòu)里面，對(duì)keyframe用FEC級(jí)連(cascade)進(jìn)行保護(hù)；2、高優(yōu)先級(jí)MPE幀大小的確定；3、在MPE的section層傳輸包的報(bào)頭處的設(shè)定FEC類型指示和優(yōu)先級(jí)標(biāo)志。
以下是對(duì)發(fā)明方法的詳細(xì)描述a.二級(jí)級(jí)連FEC幀結(jié)構(gòu)首先我們提出一個(gè)對(duì)視頻關(guān)鍵幀進(jìn)行重點(diǎn)保護(hù)的實(shí)現(xiàn)方法二級(jí)級(jí)連FEC幀結(jié)構(gòu)(cascade FEC)。如圖3所示在MPE-FEC部分使用RS(255，191，64)，而MPE幀的應(yīng)用數(shù)據(jù)表內(nèi)部又加一層FEC保護(hù)成為cascade FEC。內(nèi)嵌FEC的實(shí)現(xiàn)比較靈活，但為了達(dá)到雙重糾錯(cuò)的效果，內(nèi)嵌FEC應(yīng)當(dāng)是除RS之外的低密度分組碼(LDPC)，回旋碼(convolutional code)，或特博碼(turbo code)中的任意一種。
b.高優(yōu)先級(jí)MPE幀和內(nèi)部FEC大小的確定在外部FEC固定的情況下(比如DVB-H)，由于MPE幀的應(yīng)用層載荷是按列打包放置的，所以如果MPE幀越大或應(yīng)用層載荷越大，無線網(wǎng)絡(luò)的誤碼越容易按縱向分布，也就越容易被前向糾錯(cuò)所恢復(fù)。
但是，如果MPE幀太大，可能會(huì)把整個(gè)上層視頻幀序列(GOP)包含到一個(gè)MPE幀里面，這樣就不能達(dá)到我們所希望的優(yōu)先級(jí)保護(hù)的功能。這也就意味著我們要在提高FEC在鏈路層的糾錯(cuò)能力和保證優(yōu)先級(jí)保護(hù)能力(也意味著傳輸質(zhì)量)之間做個(gè)平衡。下面基于上述原理我們可以得出MPE幀打包的方法。
假設(shè)DVB-H信道的平均誤碼長(zhǎng)度是Bs(字節(jié))；MPE幀的大小為MPEsize(字節(jié))；在MPE關(guān)鍵幀里面的應(yīng)用數(shù)據(jù)(包括視頻流數(shù)據(jù)和內(nèi)部FEC)大小為Vs(字節(jié))(忽略MPE SECTION/IP/RTP等協(xié)議的頭信息的大小)。
為了保證FEC在鏈路層SECTION層的糾錯(cuò)能力 為了保證優(yōu)先級(jí)的保護(hù)能力 Where，Br是所承載的視頻基本流的平均碼流率(bps)；Pf∈
是優(yōu)先級(jí)GOP保護(hù)因子；Tgop是視頻基本流的GOP長(zhǎng)度(秒)。
所以，MPE SECTION數(shù)據(jù)大小可以用下面公式計(jì)算
我們也就可以得到MPE幀的大小 根據(jù)以上推導(dǎo)，DVB-H發(fā)射端對(duì)MPE關(guān)鍵幀進(jìn)行打包時(shí)候?qū)⒏鶕?jù)I幀在整個(gè)GOP里的權(quán)重(Pf，比如0.2)，GOP的時(shí)間(比如0.5sec)，視頻基本流碼流率Br(比如H.264 176×144的顯示尺寸為64kbps)，以及Bs，就可以得出所需要放內(nèi)部FEC的大小(也就是MPE幀大小)。當(dāng)然，也可以通過調(diào)節(jié)Br來控制MPE的大小，以達(dá)到平衡FEC在鏈路層的糾錯(cuò)能力和保證優(yōu)先級(jí)保護(hù)能力的目的。
對(duì)于P幀，它們將用普通的FEC保護(hù)，不另外加內(nèi)部FEC，在關(guān)鍵幀F(xiàn)EC不能糾錯(cuò)時(shí)候，解碼器根據(jù)優(yōu)先級(jí)標(biāo)志和前一個(gè)優(yōu)先級(jí)高的MPE-frame的誤碼情況來選擇跳過解碼以達(dá)到省電的目的。
c.設(shè)定FEC類型指示和優(yōu)先級(jí)標(biāo)志我們知道，每個(gè)MPE-FEC幀的應(yīng)用層數(shù)據(jù)和FEC數(shù)據(jù)都被打成section包進(jìn)行傳輸。我們可以在section包的報(bào)頭的未被使用的MAC地址處標(biāo)明內(nèi)部FEC的類型和優(yōu)先級(jí)標(biāo)志。這樣，內(nèi)部FEC的類型在section包到達(dá)接收端時(shí)可以預(yù)先得知，同時(shí)接收端可以根據(jù)優(yōu)先級(jí)標(biāo)志和前一個(gè)優(yōu)先級(jí)高的MPE-frame的誤碼情況來確定是否要跳過優(yōu)先級(jí)低的FEC解碼，應(yīng)用層協(xié)議處理和視頻包解碼。
本發(fā)明方法還可以適用于以下變化方式1、使用類似的方法進(jìn)行傳輸，但保護(hù)的對(duì)象不同或者優(yōu)先級(jí)的劃分不同。
2、FEC類型標(biāo)志和優(yōu)先級(jí)標(biāo)志放置的位置不同于本專利提出的位置。
3、采用非MPE的section協(xié)議(比如ULE等)，但是原理類似。
綜上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用來限定本發(fā)明的實(shí)施范圍。即凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍的內(nèi)容所作的等效變化與修飾，都應(yīng)為本發(fā)明的技術(shù)范疇。
權(quán)利要求
1.一種基于碼流優(yōu)先級(jí)的手機(jī)電視鏈路層視頻傳輸方法，以前向糾錯(cuò)方法為基礎(chǔ)，其特征在于確定優(yōu)先級(jí)傳輸?shù)腗PE-FEC的幀結(jié)構(gòu)和打包方法，其中包括①M(fèi)PE幀結(jié)構(gòu)的確定在高優(yōu)先級(jí)MPE幀的結(jié)構(gòu)里面，對(duì)keyframe用Cascade FEC進(jìn)行保護(hù)；②高優(yōu)先級(jí)MPE幀大小的確定；③在MPE幀的section層傳輸包的報(bào)頭處的設(shè)定FEC類型指示和優(yōu)先級(jí)標(biāo)志；其中MPE-FEC多協(xié)議封裝-前向糾錯(cuò)；key frame關(guān)鍵視頻幀；Cascade FEC前向糾錯(cuò)級(jí)連；Section節(jié)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于碼流優(yōu)先級(jí)的手機(jī)電視鏈路層視頻傳輸方法，其特征在于該Cascade FEC是在MPE-FEC部分使用RS(255，191，64)，而MPE幀的應(yīng)用數(shù)據(jù)表內(nèi)部又加一層FEC保護(hù)成為Cascade FEC。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于碼流優(yōu)先級(jí)的手機(jī)電視鏈路層視頻傳輸方法，其特征在于內(nèi)嵌FEC是除RS之外的低密度分組碼、回旋碼、或特博碼中的任意一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于碼流優(yōu)先級(jí)的手機(jī)電視鏈路層視頻傳輸方法，其特征在于發(fā)射端對(duì)key frame進(jìn)行打包時(shí)候?qū)⒏鶕?jù)它在整個(gè)上層視頻幀序列里的權(quán)重，上層視頻幀序列的時(shí)間，視頻基本流碼流率，以及信道的平均誤碼長(zhǎng)度，就可以得出所需要放內(nèi)部FEC的大小，也就是MPE幀大小；對(duì)于P幀，它們將用普通的FEC保護(hù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于碼流優(yōu)先級(jí)的手機(jī)電視鏈路層視頻傳輸方法，其特征在于在section包的報(bào)頭的未被使用的MAC地址處標(biāo)明內(nèi)部FEC的類型和優(yōu)先級(jí)標(biāo)志。
全文摘要
一種基于碼流優(yōu)先級(jí)的手機(jī)電視鏈路層視頻傳輸方法。它以前向糾錯(cuò)方法為基礎(chǔ)，確定優(yōu)先級(jí)傳輸?shù)亩鄥f(xié)議封裝－前向糾錯(cuò)的幀結(jié)構(gòu)和打包方法，其中包括①在高優(yōu)先級(jí)多協(xié)議封裝幀的結(jié)構(gòu)里面，對(duì)關(guān)鍵視頻幀用前向糾錯(cuò)級(jí)連進(jìn)行保護(hù)；②高優(yōu)先級(jí)多協(xié)議封裝幀大小的確定；③在多協(xié)議封裝幀的節(jié)層傳輸包的報(bào)頭處的設(shè)定前向糾錯(cuò)類型指示和優(yōu)先級(jí)標(biāo)志。本發(fā)明主要解決現(xiàn)有手機(jī)電視標(biāo)準(zhǔn)的信道編碼并不考慮所要傳輸?shù)男畔⒌奶匦裕瑳]有針對(duì)性的前向糾錯(cuò)不僅會(huì)造成寶貴的無線帶寬資源的浪費(fèi)，而且會(huì)增加手機(jī)的耗電量的技術(shù)問題，它從手機(jī)電視的鏈路層協(xié)議架構(gòu)出發(fā)，根據(jù)視頻壓縮流中的不同重要性分別給予不同優(yōu)先級(jí)的前向糾錯(cuò)保護(hù)，以達(dá)到視頻可靠傳輸和省電的目的。
文檔編號(hào)H04M11/08GK101031074SQ20061002424
公開日2007年9月5日 申請(qǐng)日期2006年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月28日
發(fā)明者丁亞強(qiáng), 林江, 索琳, 林福輝, 康一 申請(qǐng)人:展訊通信(上海)有限公司