[发明专利]可伸缩视频编码容错传输方法、编码器、装置和系统

说明书

技术领域

本申请涉及视频编码技术领域，特别是涉及一种可伸缩视频编码容错传输方法、编码器、装置和系统。

背景技术

近年来，随着英特网以及第三代移动通信技术的普及，视频服务正面临着飞速的发展。为了使视频流能够更好地适应各种不同的网络环境和用户终端，SVC(Scalabile Video Coding，可伸缩视频编码)码流被认为是目前解决这一问题的最好方法。

SVC码流能提供一个空间、时间、质量可伸缩的码流，从这个码流中可以抽取子码流，以满足网络传输速率以及终端用户对视频在空间、时间和信噪比等方面的需求。在SVC码流中，最低质量层被称作基本层，增强空间分辨率、时间分辨率或者信噪比强度的层被称作增强层。其中，为实现空间可伸缩性，可以利用层间的运动、纹理和残差信息，使用分层编码方法；为实现时间可伸缩性，采用分级双向预测帧编码方法；为实现信噪比可伸缩性，可以使用粗粒度可伸缩性和中粒度可伸缩性两种方法，这两种方法采用与空间可伸缩性相似的层间预测方法。

虽然视频编码算法充分利用了空间、时间和层间的冗余，最大限度地提高了编码效率，但是在实际视频应用中可用带宽动态变化或路由阻塞，造成码流传输出错，进一步影响到当前帧、时间后续帧以及后续层帧，从而使视频质量大大降低。在SVC码流中，基本层的丢失不仅会影响到基本层的后续时间帧，还会影响参考基本层对应的增强层帧，因此基本层尤为重要。

为了保证视频质量，在SVC码流传输中，可以通过不等差错保护对基本层帧进行额外保护，如在差错异构网络中，利用有线网络中的媒体路由器优先保护基本层中的帧数据，丢弃增强层中的帧数据。而SVC码流从有线网络传输至无线网络时，为提高SVC码流的抗差错性能，在有线网络和无线网络的交界处添加媒体网关，媒体网关对SVC码流进行差错保护。

上述媒体网关对SVC进行差错保护时，需要在接收到的原始SVC码流中，插入帧内编码块，进一步对插入帧内编码块的SVC码流进行帧内转码。然而上述帧内转码进行差错保护的方法，计算量大，编码效率低，从而媒体网关很难同时提供大量并发服务，效率低。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例公开一种可伸缩视频编码容错传输方法、编码器、装置和系统，减少计算量、提高编码效率，从而保证同时提供大量并发服务，效率高。技术方案如下：

基于本申请的一方面，提供了一种可伸缩视频编码容错传输方法，包括：

编码器获取不同丢包率下每帧编码帧自身对应的多个冗余帧模式，计算每帧编码帧在不同丢包率下自身对应的每个冗余帧模式下的失真和，获取每帧编码帧在各个丢包率下对应的最佳冗余帧模式，将各帧编码帧的最佳冗余帧模式封装为冗余帧信息；

编码器将所述冗余帧信息和原始可伸缩视频编码SVC码流一同发送；

容错SVC码流封装装置接收所述冗余帧信息和原始SVC码流，确定当前丢包率，获取所述原始SVC码流中每帧编码帧在当前丢包率下对应的最佳冗余帧模式，确定需变更的编码帧，对每帧需变更的编码帧依据与自身对应的所述最佳冗余帧模式，复制编码帧的基本层帧和/或删除增强层帧，得到变更后的编码帧；

容错SVC码流封装装置将变更后的编码帧和未变更的编码帧按照原始SVC码流中编码帧的排序封装为容错SVC码流，所述未变更的编码帧为不需变更的编码帧。

优选地，所述编码器获取不同丢包率下每帧编码帧自身对应的多个冗余帧模式包括：

获取每帧编码帧的基本层码率和增强层码率；

按照自然数排序，将1直至增强层码率和基本层码率的比值的数值集合作为对应的编码帧的基本层帧的传输次数集合，将0和1的集合作为对应的编码帧的增强层帧的传输次数集合；

从基本层帧的传输次数集合和增强层帧的传输次数集合中的任意选取一个数值，将选取的数值组合，组合的所有数值集合为对应编码帧的多个冗余帧模式。

优选地，按照自然数排序，将1直至增强层码率和基本层码率的比值的数值集合作为对应的编码帧的基本层帧的传输次数集合，将0和1的集合作为对应的编码帧的增强层帧的传输次数集合包括：

针对任一编码帧，判断编码帧在码流序列中的位置l是否大于L/2，且δ_n是否大于T1，或者位置l是否大于2L/3，且δ_n是否大于T2，其中L为帧内编码周期，T1和T2是当l大于L/2以及2L/3时允许δ_n超过的阈值，δ_n为传输n帧编码帧时，修改后码流与原始码流的码率百分比；