[发明专利]运用精细粒度可伸缩性技术进行数字视频实时代码转换的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种把预先编码的数字视频数据流代码转换成分层的视频流的装置和相关的方法，其中分层的流包括具有比原始的源流更低的数据率的基本层和运用精细粒度可伸缩性(FGS)技术编码的增强层。本发明包括把现有的数字视频重编码成FGS的多层视频的高效构件，以便在无线和/或有线网络中带宽劣化不断变化的条件下，提供可变级别的显示图像质量。

背景技术

数字的流视频可以采用诸如MPEG等的视频编码标准，通过有效带宽随时间变化并且与位置相关的信道来传输。这情况经常出现在无线网络中，但也可以出现在其带宽受到限制的有线网络中。当有效带宽低于通过网络发送的视频流的数据率所需的最低水平时，结果导致显示视频发生劣化。

通过根据信道的条件来改变预编码的视频内容的数据率，可以解决这个问题。此项技术通称为速率转换(trans-rating)。然而，速率转换需要对信道的容量进行快速和精确的预测，这是难以达到的。因此，还是有可能信道的容量与视频的源数据率之间出现不匹配，这会导致视频数据包的丢失。

流优先排序技术能够更好地适应信道容量的变化。在流优先排序中，必要(或者基本层)的信息以较高的优先级进行传输，而不太必要(或者增强层)的信息则采用“尽力而为”进行传输。当网络带宽不足时，降低增强层的信息以确保传送基本层的信息。这确保了对于该程度的信道劣化，以其最高可能的质量进行平滑的视频回放。

然而，这种能力需要运用可伸缩的视频编码技术，把视频的内容压缩或者编码成单独的码流。一种众所周知的实现可伸缩的视频编码的方法就是精细粒度可伸缩性或FGS技术。可伸缩的视频编码技术的其它例子是MPEG-2/4的时域可伸缩性和数据分割(DP)。大多数分布式的视频内容都采用MPEG或H264技术，编码或压缩成未进行优先排序的单层的视频流。因此，需要代码转换来把单层的压缩的视频流转换成多优先级的视频流，以便利用流优先排序技术的优点。时域可伸缩性在以前已经提出过，并且时域可伸缩性现在已成为用于视频编码的MPEG-4标准的一部分。

附图说明

为了更彻底地理解本项公开，现请参考以下的连同附图所作的阐述，其中：

图1图解说明了根据本项公开的一种实施例，从流视频发送器，通过数据网络到流视频接收器的端到端流视频的传输；

图2图解说明了根据现有技术的一种实施例，典型的视频数据的速率转换器(transrater)(或代码转换器)；

图3图解说明了根据现有技术的一种实施例，典型的精细粒度可伸缩性(FGS)的编码器；

图4图解说明了根据现有技术的一种实施例，典型的精细粒度可伸缩性(FGS)的解码器；

图5图解说明了根据本发明的一种实施例，典型的精细粒度可伸缩性(FGS)的代码转换器；和

图6图解说明了根据本发明的另一种实施例，典型的精细粒度可伸缩性(FGS)的代码转换器。

具体实施方式

以下所讨论的图1至6和在本专利文件中所述的各种实施例，仅只是举例，而不应以任何方式解释为限制本发明的范围。所属技术领域的专业人员会了解，本发明的原理能够以任何的适当设置的装置、器件或结构来实现。

图1图解说明了根据本发明的一种实施例，从流视频发送器110，通过数据网络120到一个或更多的流视频接收器(典型地诸如流视频接收器130)的端到端传输流视频的视频传输系统。依照应用，流视频发送器110可以是各种各样的视频帧的源中的任意一种，其可以包括数据网络的服务器、电视台的发射器、有线网络、桌面个人计算机(PC)等等。

流视频发送器110包括视频帧的源112、视频编码器114、存储器115和编码器缓冲器116。视频帧的源112可以是任何能够生成非压缩的视频帧的序列的装置，其包括电视天线和接收单元、盒式放像机、摄像机、能够存储视频剪辑的磁盘存储装置等等。非压缩的视频帧以给定的图像速率(或流速率)进入视频编码器114，并且根据任何公知的压缩算法或诸如MPEG-4编码器的装置进行压缩。随后，视频编码器114把压缩的视频帧传输到编码器缓冲器116进行缓存，来为穿越数据网络120进行传输作准备。

数据网络120可以是任何适合的网络，并且可以包括诸如Internet等的公众数据网络和诸如企业拥有的局域网(LAN)或广域网(WAN)等的私有数据网络的部分。在本发明的有利的实施例中，数据网络120包括无线网络。尤其，数据网络120可以是无线家庭网络。