[发明专利]视频流传输

说明书

本发明涉及网络上的视频流传输，其对于带宽可用性不确定的网络来说，非常有用。这种情况是因特网的典型特点，其中尽最大努力来传送数据包，或者其中物理介质具有内在的不确定的行为，例如，无线连接。

本发明既适用于在传送之前可以使用压缩资源的情况(例如，视频点播)，也适用于不能提前得到完整资源的情况(例如，对直播事件进行流传送)。

于2006年3月/4月在IEEE网络上发表的题为“Adaptive Streaming within the 3GPP Packet-Switched Streaming Service”的文章关注了这方面的内容，其详细描述了由于无线信道的性质而具有可变的传输带宽的移动网络上的3GPP标准的流传输业务。该系统使用了RTP/UDP，并且对通过RTCP报告而频繁发送的客户端缓冲状态消息作出反应，以在多个固定的比特率编码中进行选择，或者改变实时编码系统的速率以确保没有超过或低于运行的缓冲。

下面将参照附图，以举例的方式描述本发明的一些实施方式。

用于流传输视频的服务器包括如图1所示的编码设备，该编码设备包括用于接收在视频输入端2处经数字编码的未压缩形式的视频信号的视频接口1。处理器3在存储在盘存储器4中的程序的控制下工作，并且处理器3能访问存储器5和馈送视频输出7的视频输出缓冲器6。该程序包括通用操作系统40和执行马上就要描述的一个或多个编码方法的视频编码软件41。服务器向包括视频解码器的客户端传送视频信号。这是传统的结构，因此没有示出。然而，值得一提的是，客户端包括用于缓存接收到的视频数据直到它可以被解码的缓冲器。

在所设想的流传送系统中，每个媒体资源都被分割成多个时间片，并且以多个质量对每个时间片进行编码。通过以时间的顺序从任何一个不同的质量流发送时间片，来对该资源进行流传输。时间片通常被独立编码(例如，作为封闭的图像组，其中，每个组都以I帧开头)，但是也可支持切换图像框以允许更多的位有效串联。作为解决动态带宽改变的流切换是公知的技术。然而，我们在此的目标是在每个时间片处选择进行流传送的质量，以在受到可用带宽和客户端缓冲的限制下使整个流的感知质量最大化。

在本说明书中，我们假设每个时间片都是图像组(GOP)，并且以一组固定的质量对其进行编码。然而，应当指出的是，本发明同样适用于每个时间片使用不同组质量的情况。在原型中，尽管如果需要的话，可根据需要对所有的图像组进行编码，但是所有的GOP都以足够的提前量被提前编码，这样当需要时就可得到必要的结果。

在我们共同未决的申请号为08250815(代理人编号：A31594)的欧洲专利申请中描述了最好执行质量等级j的编码，其中，每个索引j都对应于各自固定的感知质量。

考虑像选择通过网格的路径这样的问题是有用的，其中每个节点都代表在传输完给定质量的时间片后，作为结果的缓冲状态(适当量化)，并且每个链接都代表质量选择决定。需要将格子中的缓冲状态量化到这样的程度：有足够数量的状态以找到最佳的解决方案。我们的共同未决的申请号为PCT/GB2008/003691(代理人编号：A31511)的国际专利申请给出了用于恒定质量的视频编码的缓冲状态Viterbi网格的更多细节。

评价通过该网格的路径的质量不像求各个片的平均值那么简单。例如，众所周知，即使可变质量流可能会有更高的平均质量，但是恒定质量仍优于可变质量(参见D.Hands & K.cheng，Subject responses to constant and variable quality video，人类视觉和电子成像XⅢ2008，SPIE Electronic Imaging，San Jose，加利福尼亚，美国)。通常还建议超过一定的时间量程，感知质量朝着可见质量的较低端偏倚。

在此，我们假设我们具有一些质量的衡量标准，其能够对通过该网格的路径进行排名。我们以这样的方式来计算累积质量：达到路径上的任何给定点的累积质量度量只取决于达到先前的时间片的累积质量度量，以及从先前的时间片到当前的时间片的质量传输。这允许我们使用动态的编程技术，以便以非常有效的方式来选择最高质量路径。实际上，我们的优选的度量表述为成本(其较小，较高的是质量)。

我们将通过网格的达到时间片i的路径的成本度量写为：

C_i+1＝f(q_i，q_i-1)+C_i