專利名稱：視頻數(shù)據(jù)分層傳輸方法
技術領域：
本發(fā)明是一項視頻數(shù)據(jù)傳輸技術，尤其是一種基于網(wǎng)絡的視頻數(shù)據(jù)傳輸技術，使用該技術能解決視頻數(shù)據(jù)傳輸因網(wǎng)絡擁塞帶來的一些技術問題，如視頻質量下降，傳輸時延抖動等問題，從而使視頻傳輸業(yè)務得到更廣泛的應用。
背景技術：
目前，視頻數(shù)據(jù)傳輸已在各行各業(yè)得到了廣泛的應用，隨著現(xiàn)代通信技術的發(fā)展，其傳輸方式也是多種多樣，但以分組網(wǎng)絡傳輸最為普遍。然而，因各種原因引起的網(wǎng)絡擁塞卻嚴重影響了視頻業(yè)務質量。對于這一問題，通常的解決方案是改進視頻編碼算法、改進網(wǎng)絡自身的擁塞控制機制。但是由于這些方案自身的一些不足，視頻業(yè)務質量在網(wǎng)絡擁塞時依然下降明顯。 本發(fā)明將視頻編碼、分組策略、設備端擁塞控制機制有機地結合，形成了一種新的視頻傳輸技術，極大地提高了視頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)健性、改善了視頻業(yè)務的質量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是通過一種視頻數(shù)據(jù)傳輸技術，減小網(wǎng)絡擁塞對視頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠绊?，達到提高視頻質量的目的。本發(fā)明的技術方案是一種視頻數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于首先，在視頻編碼器軟件系統(tǒng)中集成分層編碼單元、數(shù)據(jù)流分組單元、分組調度單元；在視頻解碼器軟件系統(tǒng)中集成數(shù)據(jù)流重組單元、分層解碼單元、信息重建單元；其次，視頻編碼器軟件系統(tǒng)通過以下步驟實現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)分層傳輸①、分層編碼單元根據(jù)人眼視覺特性和視頻數(shù)據(jù)空間統(tǒng)計特性對視頻流進行分層編碼；②、數(shù)據(jù)流分組單元將經(jīng)過分層編碼后的視頻數(shù)據(jù)根據(jù)網(wǎng)絡傳輸具有誤差以及可能會發(fā)生擁塞的特性，對分層后的視頻流進行分組；③、分組調度單元周期性地檢測當前網(wǎng)絡的傳輸信道質量，并根據(jù)網(wǎng)絡的傳輸信道質量進行分組調度。第三，視頻解碼器軟件系統(tǒng)通過以下步驟實現(xiàn)視頻信息重建①、數(shù)據(jù)流重組單元將接收到的分組進行排列并還原成分層視頻流；②、分層解碼單元將分層視頻流還原成視頻子塊；③、信息重建單元利用重建技術，對丟失的部分視頻信息進行重建并輸出視頻信肩、O本發(fā)明所描述的視頻流及功能模塊框圖見附圖I。本發(fā)明所描述的視頻流分層模型見附圖2。本發(fā)明的有益效果是將視頻編碼、分組策略、設備端擁塞控制機制有機地結合，形成了一種新的視頻傳輸技術。極大地提高了視頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)健性、改善了視頻業(yè)務的質量。


圖I是本發(fā)明的視頻流及功能模塊框圖。圖2是本發(fā)明的視頻流分層模型圖。圖3實例網(wǎng)絡拓撲圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的說明。實現(xiàn)發(fā)明所描述的視頻數(shù)據(jù)分層傳輸技術，它包括以下步驟首先，將集成了分層編碼單元、數(shù)據(jù)流分組單元、分組調度單元的軟件系統(tǒng)安裝在視頻編碼器中，該軟件系統(tǒng)的工作過程如下I、視頻流首先進入分層編碼單元，該單元對視頻流進行分層編碼。編碼時，首先將視頻流分成NXN的若干子塊，并將相鄰子塊分別劃分在兩個不同的子塊集中，這兩個子塊集即為視頻數(shù)據(jù)的兩個基礎層；然后根據(jù)人眼視覺特性和視頻數(shù)據(jù)空間統(tǒng)計特性將兩個基礎層分別變換成高頻數(shù)據(jù)子層、次高頻數(shù)據(jù)子層和低頻數(shù)據(jù)子層三個子層。分層模型如圖2所示。2、經(jīng)過上述分層編碼后的數(shù)據(jù)流進入數(shù)據(jù)流分組單元，該單元首先建立三個FIFO(先進先出)隊列和三個FILO (先進后出)隊列，然后將圖2中的高頻子層I、次高頻子層I和低頻子層I分別進入FIFO隊列，高頻子層2、次高頻子層2和低頻子層2分別進入FILO隊列。這樣，經(jīng)過FIFO和FILO處理后的數(shù)據(jù)流就進行了重新分組。3、經(jīng)過分組的數(shù)據(jù)流進入分組調度單元，該單元以周期的形式檢測當前網(wǎng)絡的通信狀況，即以某一周期內(nèi)網(wǎng)絡的分組丟失率為依據(jù)設定40%和70%兩個閥值而將網(wǎng)絡通信狀況設定為好、中、差三個等級。通信狀況好的情況下低頻子層分組的優(yōu)先級最高、次高頻子層分組次之、高頻子層分組的優(yōu)先級最低，通信狀況中等時將高頻子層分組的優(yōu)先級適當提高、低頻子層分組的優(yōu)先級適當降低，通信狀況差時高頻子層分組的優(yōu)先級再度提高、次高頻子層分組的優(yōu)先級也相應提高、低頻子層分組的優(yōu)先級再度降低。其次，將集成了數(shù)據(jù)重組單元、分層解碼單元、信息重建單元的軟件系統(tǒng)安裝在視頻解碼器中，該軟件系統(tǒng)的工作過程如下I、接收到的視頻流分組首先進入數(shù)據(jù)流重組單元，該單元首先將數(shù)據(jù)分組按分組編號進行排列，丟失的分組忽略，然后將這些排列好的分組還原成分層視頻流。2、分層視頻流進入分層解碼單元，該單元根據(jù)分層視頻流的頭信息將這些視頻流還原成NXN的若干子塊，丟失的子塊暫時以O填充并做標記。3、解碼后的視頻流進入信息重建單元，該單元首先利用相鄰子塊在邊界上的信息平滑性，用周圍正常子塊的邊界信息對丟失的子塊的邊界信息進行估計，然后再抽取周圍正常子塊的其它信息并采用插值的方法來重建丟失的其它信息并驗證估計的邊界信息。最后，將重建后的視頻信息輸出。上述步驟如圖I所示。以下通過一個實例作進一步的說明
I、搭建視頻傳輸系統(tǒng)該系統(tǒng)中的視頻編/解碼器采用了本發(fā)明的技術，其中視頻編/解碼器均通過無線方式接入到公共傳輸網(wǎng)絡，網(wǎng)絡拓撲圖如圖3所示。2、具體操作過程①、開啟圖3中所有設備，開始視頻傳輸；②、向視頻解碼器側的無線接入設備增加其他數(shù)據(jù)傳輸以增加網(wǎng)絡負載，測試該情況下的視頻傳輸質量；
③、強制無線網(wǎng)絡到低速狀態(tài)，測試該情況下的視頻傳輸質量。
權利要求
1.一種視頻數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于 首先，在視頻編碼器軟件系統(tǒng)中集成分層編碼單元、數(shù)據(jù)流分組單元、分組調度單元；在視頻解碼器軟件系統(tǒng)中集成數(shù)據(jù)流重組單元、分層解碼單元、信息重建單元； 其次，視頻編碼器軟件系統(tǒng)通過以下步驟實現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)分層傳輸 ①、分層編碼單元根據(jù)人眼視覺特性和視頻數(shù)據(jù)空間統(tǒng)計特性對視頻流進行分層編碼； ②、數(shù)據(jù)流分組單元將經(jīng)過分層編碼后的視頻數(shù)據(jù)根據(jù)網(wǎng)絡傳輸具有誤差以及可能會發(fā)生擁塞的特性，對分層后的視頻流進行分組； ③、分組調度單元周期性地檢測當前網(wǎng)絡的傳輸信道質量，并根據(jù)網(wǎng)絡的傳輸信道質量進行分組調度。
第三，視頻解碼器軟件系統(tǒng)通過以下步驟實現(xiàn)視頻信息重建 ①、數(shù)據(jù)流重組單元將接收到的分組進行排列并還原成分層視頻流； ②、分層解碼單元將分層視頻流還原成視頻子塊； ③、信息重建單元利用重建技術，對丟失的部分視頻信息進行重建并輸出視頻信息。
2.根據(jù)權利要求I所述的視頻數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于視頻流及功能模塊框圖和視頻流分層模型圖。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種視頻數(shù)據(jù)傳輸技術，它通過將視頻編碼、分組策略、設備端擁塞控制機制有機地結合，形成了一種新的視頻傳輸技術，由分層編碼單元、數(shù)據(jù)流分組單元、分組調度單元、重組單元、分層解碼單元、信息重建單元等功能模塊組成。本發(fā)明能夠提高視頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)健性、改善視頻業(yè)務的質量。
文檔編號H04N7/24GK102868878SQ201210325669
公開日2013年1月9日 申請日期2012年9月4日 優(yōu)先權日2012年9月4日
發(fā)明者趙安, 黃杰, 趙麗萍, 蔡科峰, 陸建鋒, 儲偉 申請人:南京熊貓漢達科技有限公司, 南京熊貓通信科技有限公司, 熊貓電子集團有限公司, 南京熊貓電子股份有限公司