專利名稱：調(diào)度分組傳輸?shù)闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例涉艦媒體進(jìn)行流傳送(streaming)的領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
無線流傳送環(huán)境給系統(tǒng)設(shè)計(jì)者提出了許多挑戰(zhàn)。例如，客戶端可以擁有不 同的顯示、功率、通信和計(jì)算能力。此外，無線通信鏈路可具有不同的最大帶 寬、質(zhì)量水平和時(shí)變特性。成功的無線視頻流傳送系統(tǒng)必須能通過時(shí)變無線通 信鏈路將視頻流傳送給異構(gòu)客戶端，而且該流傳送必須以可擴(kuò)縮的方式執(zhí)行。 需要可擴(kuò)縮性來使得能夠流傳送給具有不同設(shè)備能力的大量客戶端。
流傳送媒體傳遞系統(tǒng)典型地將媒體流編碼一次然后把它流傳送給不同網(wǎng)絡(luò) 條件下的接收機(jī)。目前，典型的媒體傳遞系統(tǒng)從上到下掃描、按照分辨率的順 序從最低到最高傳輸數(shù)據(jù)。分組傳輸?shù)捻樞蚍Q作調(diào)度(schedule)。
分組常常M:有噪的時(shí)變信道傳輸。在這些情況下，希望能夠^M體快速
適應(yīng)不同的網(wǎng)絡(luò)條件，并且以為每個(gè)速率提供可能的最高質(zhì)量媒體的方式來這 樣做。


合并在本說明書中并形成本說明書一部分的附圖示出了本發(fā)明的實(shí)施例， 并且和說明書一起，用來解釋本發(fā)明的原理
圖1A和1B是本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例可以在其上實(shí)踐的示例系統(tǒng)的框圖。 圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的可擴(kuò)縮分組依賴性(dependency)的示例
樹結(jié)構(gòu)。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例的調(diào)度分組傳輸?shù)南到y(tǒng)的框圖。
圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的調(diào)度翻分組傳輸過程的流程圖。
圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的融合(fose)數(shù)據(jù)分組過程的流程圖。
除非明確注明，本說明書中提到的附圖不應(yīng)被理解為按比例繪制。
具體實(shí)施例方式
這里描述本發(fā)明(調(diào)度分組傳輸)的各個(gè)實(shí)施例。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供了一種調(diào)度分組傳輸?shù)姆椒?。接收多個(gè) 分組，其中所述多個(gè)數(shù)據(jù) 分組的至少一部分與一個(gè)媒體單元相關(guān)聯(lián)并包括不同質(zhì)量的信息。確定數(shù)據(jù)分
組的收益大小比(profit-to-size ratio)或失真大小比(distortion-to-size ratio)。至
少部分基于收益大小比或失真大小比，禾,動(dòng)態(tài)規(guī)劃(programming)為多個(gè), 速率確定數(shù)據(jù)分組的多個(gè)調(diào)度。失真和收益是指代分組價(jià)值的兩種方式。應(yīng)當(dāng) 理解，盡管在收益的上下文中描述本發(fā)明的實(shí)施例，但本發(fā)明的實(shí)施例也可以 利用失真。失真和收益指的是失真的量化度量，比如均方誤差或絕對(duì)差之和， 或失真的感知(perceptual)度量，或媒體分組的絕對(duì)或相對(duì)重要性的任何其他表
不o
現(xiàn)在將詳細(xì)參考本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明的示例在附圖中示出。雖然 將結(jié)合各個(gè)實(shí)施例描述本發(fā)明，但應(yīng)該理解它們不打算將本發(fā)明限于這些實(shí)施 例。相反，本發(fā)明的實(shí)施例意欲涵蓋可選方案、修改和等效方案，這些可選方 案、修改和等效方案可以包含在隨附的權(quán)利要求書的精神和范圍內(nèi)。進(jìn)一步地， 為了提供本發(fā)明實(shí)施例的透徹理解，在本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例的以下描述中闡述了 許多具體細(xì)節(jié)。在其他情況下，為了不會(huì)不必要地模糊本發(fā)明實(shí)施例的各方面， 沒有詳細(xì)地描述已知的方法、過程、部件和電路。
本發(fā)明的實(shí)施例提供了調(diào)度分組傳輸。在各個(gè)實(shí)施例中，選擇分組的子集 (也稱作調(diào)度)，，小化經(jīng)受變ttil率約束的失真(minimizing distortion subject to varying rate constraints)。本發(fā)明的實(shí)施例利用動(dòng)態(tài)規(guī)劃來確定多個(gè)調(diào)度從而以
不同傳輸速率傳輸分組。在一個(gè)實(shí)施例中，利用動(dòng)態(tài)規(guī)劃來為多個(gè)傳輸速率的 調(diào)度求解考慮某些類型分組的fM性的優(yōu)先約束背包問題(Precedence Constraint
Knapsack Problem, PCKP)。在一個(gè)實(shí)施例中，M:將特定分組融合在一起，產(chǎn)
生IMA式調(diào)度。
圖IA和IB是本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例可以在其上實(shí)踐的示例系統(tǒng)的框圖。首 先參考圖1A，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例示出了系統(tǒng)100。系統(tǒng)100包括衝過網(wǎng)絡(luò)130 通信地耦合的數(shù)據(jù)源110和客戶端120。數(shù)據(jù)源110包括數(shù)據(jù)調(diào)度器115。在系 統(tǒng)濯中，媒體(比如視頻、圖像、音頻、圖形、文本、娜)娜通過有線 或無線鏈路流傳送給客戶端，比如客戶端120。在一個(gè)實(shí)施例中，數(shù)據(jù)調(diào)度器 115可操作以產(chǎn)生用于傳輸數(shù)據(jù)分組的至少一個(gè)分組傳輸調(diào)度。應(yīng)當(dāng)理解數(shù)據(jù)調(diào) 度器115可以被實(shí)施為軟件、硬件、固件或其任意組合。此外，應(yīng)當(dāng)理解系統(tǒng)訓(xùn)可包括附加部件，所述附加部件沒有示出以便不會(huì)不必要地模糊本發(fā)明實(shí)施 例的各方面。
盡管關(guān)于視頻數(shù)據(jù)的流傳送來描述本發(fā)明的實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明的實(shí) 施例不限于視頻數(shù)據(jù)的流傳送。應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明的實(shí)施例也適用于其他類型的 媒體，包括但不限于基于音頻的數(shù)據(jù)、基于圖像的數(shù)據(jù)、圖形數(shù)據(jù)、基于視 頻的 、基于文本的,、基于網(wǎng)頁的數(shù)據(jù)等。
在本實(shí)施例中， 源IIO產(chǎn)生視頻流112， M網(wǎng)絡(luò)130將視頻流112 發(fā)送給客戶端120。在一個(gè)實(shí)施例中，數(shù)據(jù)源110包括代碼轉(zhuǎn)換機(jī)(transcoder) (未示出)，用來將視頻流112轉(zhuǎn)碼為劍氐帶寬的視頻流。應(yīng)當(dāng)理解該代碼轉(zhuǎn)換 機(jī)可以位于數(shù)據(jù)源110和客戶端120之間的任何節(jié)點(diǎn)處，比如在網(wǎng)絡(luò)130內(nèi)的
中間代碼轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)處。
首先參考圖1B，根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例示出了系統(tǒng)150。系統(tǒng)150包 括通過網(wǎng)絡(luò)130通信地耦合的數(shù)據(jù)源110和客戶端120。網(wǎng)絡(luò)130包括包含數(shù)據(jù) 調(diào)度器115的中間節(jié)點(diǎn)132。在一個(gè)實(shí)施例中，中間節(jié)點(diǎn)132包括代碼轉(zhuǎn)換機(jī)(未 示出)用來將視頻流112轉(zhuǎn)碼為劍氐帶寬的視頻流。在系統(tǒng)150中，媒體(比 如視頻)娜mii有線或無線,超各流傳送給客戶端，比如客戶端120。在一個(gè)實(shí) 施例中，數(shù)據(jù)調(diào)度器115可操作以產(chǎn)生用于傳輸數(shù)據(jù)分組的至少一個(gè)分組傳輸 調(diào)度。應(yīng)當(dāng)理解系統(tǒng)150的部件以與圖1A的系統(tǒng)100的對(duì)應(yīng)部件對(duì)以的方式操 作。系統(tǒng)150示出了系統(tǒng)100的部件的不同配置。
參考圖1A和1B，系統(tǒng)100和系統(tǒng)150都使用數(shù)據(jù)調(diào)度器115來為使用多 個(gè)傳輸速率的分組傳輸產(chǎn)生調(diào)度。通常，流傳送媒體傳遞系統(tǒng)典型地將媒體流 編碼一次然后把它流傳送給不同網(wǎng)絡(luò)條件下的接收機(jī)。在這些系統(tǒng)中，希望能 夠使媒體快速適應(yīng)不同網(wǎng)絡(luò)條件，并且以為每個(gè)速率提供可能的最高質(zhì)量媒體 的方式來這樣做。通過允許從編碼的媒體流簡(jiǎn)單地拋棄數(shù)據(jù)單元來執(zhí)行速率下 降，可擴(kuò)縮編碼方案實(shí)現(xiàn)了所述適應(yīng)。例如，數(shù)據(jù)調(diào)度器115的實(shí)施例可操作 以確定丟棄哪些數(shù)據(jù)單元以達(dá)到可能的最高質(zhì)量。
本發(fā)明的實(shí)施例確定為達(dá)到指定傳輸速率應(yīng)該被選擇的媒體流的分組子 集，例如調(diào)度。在一個(gè)實(shí)施例中，調(diào)度只包括完全分組(Mpacket)。在一個(gè)實(shí)施 例中，所有分組相互獨(dú)立，其中速率和失真在不同分組上完全是加性(additive) 的。然而，通常情況并非如此，因?yàn)榇蠖鄶?shù)壓縮標(biāo)準(zhǔn)在編碼后的分組間引入了
64繊性(dependency)。即使存在依賴性，對(duì)于給定速率w ，利用優(yōu)先約束背包 問題(PCKP)可以找到調(diào)度^尺)。存在有效算法在0(M)時(shí)間內(nèi)求解PCKP，
其中a是分組的總數(shù)目，是速率約束。然而，PCKP僅僅為單^HI率a尋找 S(i )。本發(fā)明的實(shí)施例以字節(jié)級(jí)粒度(byte-level granularity)為多^I率尋找調(diào)
度，比如"1,2,3，...，/ ， 4OT這種解決方法要求執(zhí)行7 次的PCKP算法，并且總 的運(yùn)行時(shí)間為0(狄2)。本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種更有效地確定與PCKP中相
同的調(diào)度的方法，但是計(jì)算它的運(yùn)行時(shí)間為0(欣)。
本發(fā)明的實(shí)施例利用可擴(kuò)縮編碼標(biāo)準(zhǔn)，比如JPEG-2000可擴(kuò)縮圖像編碼、 MPEG4可擴(kuò)縮視頻編碼、H.264可擴(kuò)縮視頻編碼、MPEG可擴(kuò)縮高級(jí)音頻編碼 (可擴(kuò)縮AAC)、可擴(kuò)縮矢量圖形(SVG)和專用的(proprietary)可擴(kuò)縮編碼 方法。本發(fā)明的實(shí)施例還利用傳統(tǒng)上不被稱為可擴(kuò)縮的編碼方法，比如JPEG、 MPEG-1、 MPEG-2、 MPEG4、 H.261、 H.263、和H.264以及非標(biāo)準(zhǔn)編解碼器。 在各個(gè)實(shí)施例中，媒體分組具有不同價(jià)值或重要性(由收益或失真值表示)以 及不同大小的事實(shí)被利用。本發(fā)明的實(shí)施例l吏用收益大小比或失真大小比來表 示媒體分組的價(jià)值。
例如JPEG-2000比特流的^t媒體比特流由例如JPEG-2000分組的3電立可 解析(parsable)媒體分組組成，并且允許僅利用這些分組的子集迸行成功解碼； 因lth3I31簡(jiǎn)單地拋棄分組來降低速率是可行的。盡管參考JPEG-2000編碼標(biāo)準(zhǔn) 來描述本發(fā)明的實(shí)施例，但應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明的實(shí)施例可以使用比如上述所列的 實(shí)施獨(dú)立可解析分組的其他編碼標(biāo)準(zhǔn)和方法。
在一個(gè)實(shí)施例中，使用JPEG-2000編碼圖像，其使用均方誤差(MSE)作 為失真度量。圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的例如JPEG-2000的可擴(kuò)縮分組依 賴性的示例樹結(jié)構(gòu)200。
JPEG-2000分組包括單個(gè)分片(single tile) (T)、 分辨率水平(R)、色彩分量(C)、分區(qū)(precinct) (P)和質(zhì)量層的數(shù)據(jù)。更一 般地，在一個(gè)實(shí)施例中，分片是幀的媒體單元。
在一個(gè)實(shí)施例中，將TRCP標(biāo)簽定義為屬于指定的JPEG-2000分片、^)f辛 率水平、色彩分量和分區(qū)(TRCP)的JPEG-2000分組(每個(gè)質(zhì)量層均有一個(gè)) 的集合。應(yīng)當(dāng)注意，編碼的原始排序可能發(fā)生變化，因?yàn)樗鰧?shí)施例的調(diào)度可 育瀏分組進(jìn)行重新排序。假定在使用正交濾波器時(shí)，例如在使用9/7抽頭雙正交 濾波器時(shí)，不同TRCP標(biāo)簽上的JPEG-2000分組是獨(dú)立的。然而，在各質(zhì)fijl
7上情況并非如此，各質(zhì)量層是以線性方式依賴的。圖2示出了JPEG-2000分組 的^l^性。黑色圓圈是實(shí)際的JPEG-2000分組，而白色圓圈是示出JPEG-2000 結(jié)構(gòu)的抽象表示。注意對(duì)于n個(gè)TRCP標(biāo)簽和^標(biāo)簽中的m個(gè)層，JPEG-2000 分組的數(shù)量是yt二m,z。
在求解速率失真(rate-distortion,RD)調(diào)度時(shí)，使用與每個(gè)JPEG-2000分組 相關(guān)聯(lián)的失真值(以及隨后的收益值)。由于各層間的線性依賴性，附加分組僅 在同一TRCP標(biāo)簽內(nèi)的其上的各層也被傳輸?shù)那闆r下才是有用的。因此，M 遞增地丟棄TRCP標(biāo)簽x的層來計(jì)算失真矢量。解碼經(jīng)過修改的JPEG-2000
碼流并且計(jì)算經(jīng)過修改的圖像和原始圖像間的均方誤差。是丟棄質(zhì)量層時(shí)
MSE增加的量，它^liiil增i也丟棄分組、解碼并且計(jì)算得到的MSE來計(jì)算 的。對(duì)以地，p(;c)是增加質(zhì)觀時(shí)MSE的下降量。
本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種用于JPEG-2000圖像的RD優(yōu)化的新型建纟, 架。在一個(gè)實(shí)施例中，i頓動(dòng)態(tài)規(guī)劃來尋找調(diào)度。通過利用JPEG-2000分組的 依賴性結(jié)構(gòu)，所述實(shí)施例在運(yùn)行時(shí)間方面?zhèn)}g夠優(yōu)于(beat)PCKP。在一個(gè)實(shí)施例中， RD折衷(tradeoff)用作所有其他調(diào)度算法的重要下限。
圖3是根據(jù)本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例的調(diào)度分組傳輸?shù)南到y(tǒng)300的框圖。系統(tǒng)300 包括接收機(jī)310、收益-大小(profit-to-size)確定器320和分組調(diào)度器330。在 一個(gè)實(shí)施例中，收益-大小確定器包括分組融合器322。分組調(diào)度器330可操作 以至少部分基于收益大小比利用動(dòng)態(tài)規(guī)劃為多個(gè)數(shù)據(jù)速率確定數(shù)據(jù)分組的多個(gè) 調(diào)度。應(yīng)當(dāng)理解系統(tǒng)300可實(shí)施為軟件、硬件、固件或其任意組合。此外，應(yīng) 當(dāng)理解系統(tǒng)300可以包括附加部件，所述附加部件未示出以便不會(huì)不必要地模 糊本發(fā)明實(shí)施例的各方面。
系統(tǒng)300的實(shí)施例可操作以執(zhí)行i周度分組傳輸?shù)倪^程。圖4是示出根據(jù)本 發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的調(diào)度數(shù)據(jù)分組傳輸?shù)倪^程400的流程圖。在一個(gè)實(shí)施例中， 由處理器和電部件在計(jì)^t幾可讀且計(jì)^m可執(zhí)行指令的控制下執(zhí)行過程400。所 述計(jì)算機(jī)可讀且計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令駐留在例如數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能部件(諸如計(jì)算機(jī) 可用易失性和非易失性存儲(chǔ)器)中。然而，所述計(jì)算機(jī)可讀且計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指
令可駐留在任何類型的計(jì)算ia可讀介質(zhì)中。在一個(gè)實(shí)施例中，由圖3中的系統(tǒng)
300執(zhí)行過程400。
在圖4的410，接收多個(gè)數(shù)據(jù)分組，其中至少一部分所述數(shù)據(jù)分組與一個(gè)媒體單元(比如分片)相關(guān)聯(lián)，并包括不同質(zhì)量信息。在一個(gè)實(shí)施例中，所述
數(shù)據(jù)分組是依照J(rèn)PEG-2000編碼標(biāo)準(zhǔn)的分組。在一個(gè)實(shí)施例中，數(shù)據(jù)分組包括
識(shí)別相關(guān)聯(lián)的媒體單元、分辨率水平、色彩分量、分區(qū)和質(zhì)量水平的信息。在
一個(gè)實(shí)施例中，在圖3中的接收機(jī)310處接收所述多個(gè)數(shù)據(jù)分組。
在一個(gè)實(shí)施例中，將尋找RD調(diào)度的問題表示為優(yōu)化問題。定義x為TRCP 標(biāo)簽的索弓l。定義/,包含在TRCP標(biāo)簽x中的層的指示符矢量。在一個(gè)實(shí)施
例中，由于優(yōu)先約束，々只能取具有若干1繼之以全0的值，比如，如果柳=3，
貝化=￡{
,[1,0,0],[1,1，0]，[1,1,1]}°定義"(x)為長度為m的矢量，其中第,'個(gè)元
素等于不包括TRCP標(biāo)簽x的第,層所弓胞的失真變化。定義^(x)為長度為w的
矢量，其中第,個(gè)元素等于TRCP標(biāo)簽x的第/層的收益，該收益與通過包含該 分組而減小失真的量相等。定義+)為長度為m的矢量，其中該元素等于TRCP
標(biāo)簽x的該層的大小。
在420，確定數(shù)據(jù)分組的收益大小比。在一個(gè)實(shí)施例中，在圖3中的收益 大小比確定器320處確定數(shù)據(jù)分組的收益大小比。在一個(gè)實(shí)施例中，如在430 所示，如果與該媒體單元相關(guān)聯(lián)的較低質(zhì)量水平分組比與該媒體單元相關(guān)聯(lián)的 較高質(zhì)量層分組具有更大的收益大小比，則將該較低質(zhì)量層分組和較高質(zhì)量層 分組融合為融合分組。己知RD調(diào)度的屬性，本發(fā)明的實(shí)施例提供了尋找^A 式調(diào)度。確定^A式調(diào)度的運(yùn)行時(shí)間為0(/Uog"。在一個(gè)實(shí)施例中，由于調(diào)度
相當(dāng)(fairly)相關(guān)，因此使用融合分組的方法來尋找嵌入式調(diào)度。在一個(gè)實(shí)施 例中，在圖3中的分組融合器322處S蟲合數(shù)據(jù)分組。
圖5是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的融合數(shù)據(jù)分組的過程500的流程圖。 在一個(gè)實(shí)施例中，由處理器和電部件在計(jì)算機(jī)可讀且計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的控制 下執(zhí)行過程500。所述計(jì)算機(jī)可讀且計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令駐留在例如數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能 部件(例如計(jì)算機(jī)可用的易失性和非易失性存儲(chǔ)器)中。然而，所述計(jì)算機(jī)可 讀且計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令可以駐留在任何類型的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中。在一個(gè)實(shí)施 例中，由圖3中的分組融合器322執(zhí)行過程500。
在510，接收與一個(gè)媒體單元(例如分片)相關(guān)聯(lián)的第一數(shù)據(jù)分組和第二 分組，其中第一數(shù)據(jù)分組比第二數(shù)據(jù)分組包括更低質(zhì)量的信息。在520,確 定第一數(shù)據(jù)分組和第二數(shù)據(jù)分組的收益大小比。應(yīng)當(dāng)理解部分背包問題 (fractional knapsack problem)按照它們的收益大小比的降序來對(duì)分組進(jìn)行排序
9(SOrt)。從具有最大收益大小比的分組開始并且最后以具有最低收益大小比的 分組結(jié)束，將分組、添加到調(diào)度中。然而，使用這種方法不能保證優(yōu)先約束將被 維持。
在530，如果第一數(shù)據(jù)分組比第二數(shù)據(jù)分組具有更大的收益大小比，貝鵬 第一數(shù)據(jù)分組和第二數(shù)據(jù)分組融合為融合數(shù)據(jù)分組。例如，假設(shè)一對(duì)層1和層o 分組違反了{(lán)尤先約束?？梢詫?分組推回到緊接其層0分組之前，或者可以 將層0分組向前拉到層1分組之前。另一種方法是把這些分組作為單個(gè)分組來 考慮。通過將這兩個(gè)分組鎖定在一起，可以得到它們的融合收益大小比，該融 合收益大小比是它們的收益之和除以它們的大小之和。這個(gè)融合分組絕不會(huì)移 到層1分組之前或?qū)?分組之后。
在一個(gè)實(shí)施例中，如在540所示，確定融合薩分組的信噪比。在一個(gè)實(shí)
施例中，融合數(shù)據(jù)分組的信噪比包括(comprise)第一數(shù)據(jù)分組和第二數(shù)據(jù)分組 的收益之和除以第一數(shù)據(jù)分組和第二數(shù)據(jù)分組的大小之和。例如，令p。 、 s。和^ 、 A分別對(duì)應(yīng)于層0分組和層1分組的收益和大小。如果層1在層0之前，即如 果A >&，則產(chǎn)生了問題。通過某些代數(shù)運(yùn)算，我們可以得到A^。"、&。
5
& & ^"o + ^ 50
如果同一 TRCP標(biāo)簽的各層基于它們的收益大小比翻轉(zhuǎn)(flip),則這兩個(gè)分組
被融合到一起并且被當(dāng)作具有單個(gè)收益大小比的一個(gè)分組。然后使用融合分組 繼續(xù)進(jìn)行調(diào)度方法。由于排序可以在0(yUog"時(shí)間內(nèi)完成，貪婪融合
(fUsed-greedy)算法的運(yùn)行時(shí)間是0(Alog^ 。
在一個(gè)實(shí)施例中，如在550所示，在利用動(dòng)態(tài)規(guī)劃至少部分基于收益大小 比為多個(gè)數(shù)據(jù)速率確定數(shù)據(jù)分組的多個(gè)調(diào)度中利用融合分組，例如在過程400 中使用融合分組。
參考圖4，在440，至少部分基于收益大小比為多個(gè)數(shù)據(jù)速率確定數(shù)據(jù)分組 的多個(gè)調(diào)度。在一個(gè)實(shí)施例中，如在450所示，禾胸動(dòng)態(tài)規(guī)劃確定所述多個(gè)調(diào) 度。在一個(gè)實(shí)施例中，所述動(dòng)態(tài)規(guī)劃包括優(yōu)先約束背包問題(PCKP)。在一個(gè) 實(shí)施例中，在圖3中的分組調(diào)度器330處確定例如調(diào)度340的所述多個(gè)調(diào)度。
在一個(gè)實(shí)施例中，考慮假設(shè)失真值是加性的，貝U由/,定義的調(diào)度所引起的
失真為z^sy Oc乂 °就收益值poo來說，"=2>^) -Z乂W^ ，其中！
是全1的矢量。相應(yīng)地，最大化收益等效于最小化失真。公式1所示的優(yōu)化問
10風(fēng)就成為
e [l"..,l，O,...,O]
(1)
在一個(gè)實(shí)施例中，可以使用PCKP的己知解決方法對(duì)于單個(gè)速率求解這個(gè)問題。
在動(dòng)態(tài)規(guī)劃框架中用公式表示該問題，該框架允許在一次運(yùn)行中對(duì)于速率 1,2,...,尺求解該問題。
令由公式2定義的斗,乂)為禾擁速率y和TRCP標(biāo)簽i到/的調(diào)度肖g達(dá)至啲最 大收益。令由公式3定義的外，乂)為j柳TRCP標(biāo)簽/以及標(biāo)簽i到,-i的組合的 速率)的最大收益。對(duì)于^1，2,...^，由^",。給出速率r的收益。在表格中維 護(hù)達(dá)到這些收益的調(diào)度將給出對(duì)應(yīng)的調(diào)度S(w，,)。
0， i'-O或y-O; 4!W) = 4 - W)， 7 (*， 0,…,0] ^ A (2) max(4i' — 1， /),萬("■/)}， 其他
力=max(4 — 1, y. — ('),)+ Z (A} (3)
厶
當(dāng)什么都沒有發(fā)送時(shí)是沖,7)中的第一種情況。第二種情況是當(dāng)標(biāo)簽,的頂層太
大而無法裝下(fit)，因此沒有使用來自TRCP標(biāo)簽,'的分組。第三種情況決定 是否使用TRCP標(biāo)簽/ 。通過在TRCP標(biāo)簽/內(nèi)的可允許層組合上最大化S(/,y)來
維持各層的4尤先屬性。
在一個(gè)實(shí)施例中，如在442所示，至少部分基于 分組的質(zhì)量信息優(yōu)先約 束為多個(gè)數(shù)據(jù)速率確定數(shù)據(jù)分組的多個(gè)調(diào)度。在一個(gè)實(shí)施例中，如上所述且如 450所示，4頓動(dòng)態(tài)規(guī)劃來確定該多個(gè)調(diào)度。在一個(gè)實(shí)施例中，優(yōu)先約束要求包 括與媒體單元相關(guān)聯(lián)的較高質(zhì)量水平分組的調(diào)度至少還包括與該媒體單元相關(guān) 聯(lián)的較低質(zhì)量水平分組。在一個(gè)實(shí)施例中，如在452所示，按照收益大小比的 順序?qū)?shù)據(jù)分組進(jìn)行排列。在454，對(duì)于該I^分組求解PCKP。
動(dòng)態(tài)規(guī)劃為^I率提供所得到的RD曲線和調(diào)度。在一個(gè)實(shí)施例中，{頓公式2中的動(dòng)態(tài)規(guī)劃，尋找對(duì)應(yīng)于^I率的失真值的調(diào)度。檢查所有這些調(diào) 度，將分組頻率定義為在所有調(diào)度中使用該分組的次數(shù)。在一個(gè)實(shí)施例中，部 分背包問題的解決方法使用收益大小比，對(duì)于分組X，該收益大小比定義為
p(x)A(x)。
優(yōu)先約束要求同一媒體單元的分組的各質(zhì)量層彼此依賴。包括與媒體單元相 關(guān)聯(lián)的較高水平分組的調(diào)度也必須包括與該同一媒體單元相關(guān)聯(lián)的所有較低水
平的分組。應(yīng)當(dāng)理解由于層間依賴性，可以更經(jīng)常地使用較低層分組(如圖2 中的A。)，以僅僅允許將更重要的較高層分組(如圖2中的A)包含在內(nèi)。
本發(fā)明的實(shí)施例將尋找RD調(diào)度的問題用公式表示為動(dòng)態(tài)規(guī)劃。M查看這 些調(diào)度，顯而易見的是優(yōu)先約束可能影響策略。另外并不重要的一些分組被非 常頻繁地使用，因?yàn)槠渌纸M依賴于它們。通過求解調(diào)度，對(duì)所有可能的調(diào)度 現(xiàn)在存在緊的下限。
在460，至少部分基于該多個(gè)調(diào)度確定一組嵌入式調(diào)度，其中用于特定速率 的嵌入式調(diào)度包括該特定速率的分組和更低速率的分組。彼此嵌入的調(diào)度對(duì)于 例如快速使分組選擇適應(yīng)動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)條件的真實(shí)世界應(yīng)用是有益的。在一個(gè)實(shí)施 例中，本發(fā)明提供為所有速率尋找一組嵌入式調(diào)度。在一個(gè)實(shí)施例中，在圖3 中的分組調(diào)度器330處確定該組^A式調(diào)度。
假設(shè)存在兩個(gè)調(diào)度S(《)和s(/g ，對(duì)應(yīng)的速率為《和^ ，使得《 <《°
和S(&)之間的相關(guān)性C定義為S(&)中包含的來自S(《)的分組的份額
(fraction)。換句話說， S叩'(&) 。如果^《)的所有
分組都在S(^)中，貝糊度是完錄入的并且相關(guān)性為1。
調(diào)度之間的平均相關(guān)性被繪制為速率變化/^-《的函數(shù)。在低速率時(shí)，解決
方法將選擇可能具剤氐收益大小比的非常小的分組，因?yàn)樗鼈兪欠?fitin)速 率約束的唯一分組。隨著A7 的增加，《為低且^《)中的分組不太可能位于
S(^)中。然而，在高A/ ，平均相關(guān)性有所增加。這是因?yàn)椤逗艽笄覉D像中幾
乎所有的分組都在s(/g中。這意味著S(iO中幾乎所有的分組也包含在內(nèi)。在
極大的A/ 時(shí)平均相關(guān)性的急居IJ下降也是因?yàn)镾(《)中的非常小的分組。在這么
大的A/ 的情況下，S (Ri)中可能僅有1或2個(gè)分組。由于這些分組如此小，所以它們可能是合并到S(A)中的最后的分組。并且因?yàn)椤短幋嬖谌绱松俚姆?br> 組，所以如果它們沒有被包含在內(nèi)，則相關(guān)性會(huì)顯著下降。
還考慮在M固定的情況下調(diào)度相關(guān)性如何作為速率的函數(shù)而變化，例如當(dāng) A變化時(shí)檢查/ 和W + A/ 的調(diào)度。在一個(gè)實(shí)施例中，隨著速率的增加，可以添加
新的分組。在一個(gè)實(shí)施例中，添加小分組直至U具有足夠的速率來易iJ除它們并用
更大更重要的分組代替它們。這是相關(guān)性減小的原因。而且， 一些TRCP標(biāo)簽
具有非常小的分組。所以，隨著速率的逐漸增加，將添加這個(gè)標(biāo)簽的層O，然后 是層l，最后是層2。由于這些分組如此小，所以它們通常不在^/g中。
總之，本發(fā)明的實(shí)施例為不同傳輸速率提供了分組傳輸?shù)恼{(diào)度。在各個(gè)實(shí)施 例中，本發(fā)明提供了選擇最小化經(jīng)受變化速率約束的失真的調(diào)度。本發(fā)明的實(shí) 施例fflil以分組的依賴性約束為條件對(duì)多，率求解PCKP而利用動(dòng)態(tài)規(guī)劃。 在一個(gè)實(shí)施例中，違反依賴性約束的分組被融合到一起以用于產(chǎn)生嵌入式調(diào)度。 這些嵌入式調(diào)度具有的性質(zhì)是較低速率調(diào)度中的所有分組都包含在較高速率調(diào) 度中。例如，嵌入式調(diào)度實(shí)現(xiàn)了低復(fù)雜度、自適應(yīng)的流傳送。
因此描述了本發(fā)明(調(diào)度分組傳輸)的各個(gè)實(shí)施例。盡管己經(jīng)在特定實(shí)施 例中描述了本發(fā)明，但應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明不應(yīng)該被解釋為受這些實(shí)施例限制，相 反應(yīng)該根據(jù)如下的權(quán)利要求書來解釋。
權(quán)利要求
1、一種用于調(diào)度分組傳輸?shù)姆椒?00，所述方法包括如下步驟接收410多個(gè)數(shù)據(jù)分組，其中所述多個(gè)數(shù)據(jù)分組的至少一部分與媒體單元相關(guān)聯(lián)并且包括不同質(zhì)量的信息；確定420所述數(shù)據(jù)分組的收益大小比或失真大小比；以及至少部分基于所述收益大小比或失真大小比為多個(gè)數(shù)據(jù)速率確定440所述數(shù)據(jù)分組的多個(gè)調(diào)度。
2、 如權(quán)禾腰求l所述的方法，其中所述M分組選自基本由下列項(xiàng)組成的列表中基于音頻的數(shù)據(jù)分組、基于圖像的數(shù)據(jù)分組、圖形數(shù)據(jù)分組、基于視頻的數(shù)據(jù)分組、基于文本的數(shù)據(jù)分組和基于網(wǎng)頁的數(shù)據(jù)分組。
3、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中所蹈少部分基于所述收益大小比或失真大小比為多個(gè)數(shù)據(jù)速率確定440所述數(shù)據(jù)分組的多個(gè)調(diào)度包括利用450動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法來確定所述多個(gè)調(diào)度。
4、 如t又利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括至少部分基于所述多個(gè)調(diào)度確定460 —組嵌入式調(diào)度，其中用于特定速率的駄式調(diào)度包括所述特定速率的分組以及更低速率的分組。
5、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中所述至少部分基于所述收益大小比或失真大小比為多個(gè)數(shù)據(jù)速率確定440所述數(shù)據(jù)分組的多個(gè)調(diào)度包括至少部分基于所述數(shù)據(jù)分組的質(zhì)量信息優(yōu)先約束為多個(gè)數(shù)據(jù)速率確定442所述數(shù)據(jù)分組的多個(gè)調(diào)度，其中包括與所述媒體單元相關(guān)聯(lián)的較高質(zhì)量水平分組的調(diào)度至少還包括與所述媒體單元相關(guān)聯(lián)的較低質(zhì)量水平分組。
6、 如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括如果與所述媒體單元相關(guān)聯(lián)的劍氐質(zhì)量水平分組比與所述媒體單元相關(guān)聯(lián)的較高質(zhì)量層分組具有更大的收益大小比或失真大小比，則將所述較低質(zhì)量層分組和所述較高質(zhì)SM分組融合430為融合分組。
7、 如權(quán)禾腰求3所述的方法，其中所述動(dòng)態(tài)規(guī)戈抱括優(yōu)先約束背包問題(PCKP)。
8、 如權(quán)禾腰求7所述的方法，其中所避少部分基于所述收益大小比或失真大小比為多個(gè)數(shù)據(jù)速率確定440所述數(shù)據(jù)分組的多個(gè)調(diào)度包括按照收益大小比的順序排列452所述數(shù)據(jù)分組；和對(duì)于所述多個(gè)數(shù)據(jù)速率，求解454所述PCKP。
9、 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述多個(gè)數(shù)據(jù)分組是按照J(rèn)PEG-2000編碼標(biāo)準(zhǔn)的分組。
10、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中 分組包括識(shí)別相關(guān)聯(lián)的幀、分片、分辨率水平、色彩分量、分區(qū)和質(zhì)量水平的信息。
全文摘要
調(diào)度分組傳輸。接收410多個(gè)數(shù)據(jù)分組，其中所述多個(gè)數(shù)據(jù)分組中的至少一部分與一個(gè)媒體單元相關(guān)聯(lián)并包括不同質(zhì)量信息。確定420數(shù)據(jù)分組的收益大小比或失真大小比。至少部分基于收益大小比或失真大小比利用動(dòng)態(tài)規(guī)劃為多個(gè)數(shù)據(jù)速率確定440數(shù)據(jù)分組的多個(gè)調(diào)度。
文檔編號(hào)H04L12/56GK101682560SQ200880012225
公開日2010年3月24日 申請(qǐng)日期2008年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月16日
發(fā)明者C·陳, J·阿波斯托洛普洛斯, S·J·威 申請(qǐng)人:惠普開發(fā)有限公司