[发明专利]视频编码器

说明书

公开了一种用于通过信道将视频数据发送到服务器(4)的视频编码器(2)。视频压缩器(16)可以使用可调整的压缩系数来压缩视频数据。复用器/包构造器(18)可以从该压缩器接收压缩视频以及非视频数据，并且可以使数据排队以供传输。提供了带宽监视器(20)，用于基于传输的数据分组的特性(包括它们往返于服务器的往返行进时间)来监视信道的性能。该压缩器(16)可以基于由该带宽监视器确定的该信道的性能以及由分组构造器接收的非视频数据的量来修改可调整的压缩系数。具体地，该压缩系数可以被改变以使得如果可用带宽较少，并且如果在信道中需要空间用于非视频数据，则可以迅速地但以降低的质量来传输视频数据。这可以允许传输非视频数据，而不会中断直播视频馈送或引入任何延延时。

本发明涉及一种通信系统，该通信系统包括视频编码器或自适应视频复用器，用于通过信道传输压缩视频数据，所述压缩视频数据可以与其它数据复用。具体地，本发明涉及一种视频编码器，该视频编码器可以调节数据在信道中传输的速率，以确保能够以低延迟(latency)提供视频。

已经开发出多种技术来允许通过低带宽信道传输视频。这些技术具有许多应用，包括视频电话呼叫、视频流式传输(video streaming)和远程视频监控。

在一些应用中，能够通过这些低带宽信道提供“直播”视频是重要的。“直播”视频是通用术语，但是因为多种因素引入小延时，所以实际上不可能在通信系统中提供真正的“直播”视频。这意味着，与摄像机捕获的视频相比，在观看者的屏幕上显示的视频通常稍微具有延时。延时可以通过传输、压缩/解压缩、用户设备处的渲染、丢帧以及排队/缓冲引入。在一个实施例中，如果传输系统试图传输数据大小超过立即可用带宽的视频帧，则可以引入延时；如果通过具有可变带宽的链路(诸如蜂窝链路)来传输视频，则此情况可以发生。在这些情况下，必须使大视频帧排队和缓冲，这意味着，只能延时接收大视频帧。随着时间的推移，这可以产生累积的延迟，这意味着，在观看者的屏幕上显示的视频实际上稍微落后于实时。在一些安全监控应用中，传输视频中的此种类型的延迟可能是一个关键问题。

如果通过无线信道传输其他类型的数据存在压力，则也可以在观看者的设备处将延时引入到视频。这会减小可提供给视频的带宽，而这会增大需要在传输之前使视频帧排队和缓冲的可能性。

降低延时的风险的一个选择是对视频数据使用高速率压缩，以使得其数据速率被维持在信道的平均带宽以下。这可以允许视频数据被成功地传输，即使带宽变化或在信道中传输附加数据。此方法的缺点是，视频可能被压缩地超过必要的压缩，这意味着可用的带宽可能未被充分地利用。

本发明的一个目的是提供可以使通过低带宽信道传输视频延时最小化的视频编码器或自适应视频复用器以及方法。

根据本发明，提供了一种被配置为通过信道发送视频数据的视频编码器，该编码器包括：一个压缩器，被配置为使用可调整的压缩系数来压缩视频数据；一个分组构造器(packet constructor)，被配置为从该压缩器接收压缩视频、使数据排队以供传输、由排队的数据构造数据分组以及通过该信道传输构造的数据分组；以及一个带宽监视器，被配置为基于传输的数据分组的特性来监视该信道的性能，其中视频压缩器被配置为基于排队的数据的至少一个属性并且响应于由该带宽监视器确定的该信道的性能来修改该压缩系数。

以此方式，该解码器可以优化视频数据的压缩，以使得它可以适应信道中的可用带宽。因此，对于可变带宽信道(诸如蜂窝链路)可以优化视频传输。如果该带宽监视器检测到信道中的可用带宽低，例如信道正挣扎，则该带宽监视器可以指示该视频压缩器使用较高的压缩系数。这可以允许以降低的质量来发送视频，以使得不超过可用带宽。另一个方面，如果该带宽监视器检测到信道中存在额外的带宽可用，则该带宽监视器可以指示该视频压缩器使用较低的压缩系数。这可以允许以由信道条件所允许的最高质量传输直播视频数据。