[发明专利]动态分配稀少资源的系统

说明书

本发明涉及用于根据来自用户的需求指示，在几个竞争用户中动态分配稀少资源的系统。

通常需要在几个用户中共享一个稀少资源。例如，来自可能是电视网络馈源、电视台、或其它视频源的各信号源的多个视频信号可以组合并通过广播卫星线路传播到消费者家中的各电视接收机。一作为范例的卫星线路包括能够每秒传送24兆位(Mbps)的数字传输路径。为了使这种线路的效率和用途最大，若干个视频信号需要共享该线路。例如，可能希望在至少六个视频信号通道中共享上述卫星传输线路。在这种情况下，该稀少资源是卫星传输线路中的带宽、或者位率。通过分配传输链路的某部分带宽或位率给每一视频信号在该传输系统中共享该资源。

一种执行多路复用功能的已知方法是，每一通道都运用恒定位率(CBR)编码器。在这种系统中，将来自每个通道的视频信号提供给CBR编码器。CBR编码器以预定的恒定位率产生代表提供给它的视频信号的数字编码的位流。为产生恒定位率信号，CBR编码器不断地更改视频信号被编码的量化级数。利用较少的量化级需要较少的位来代表这些级，并且减少了表示视频信号所需的总位数。反之，利用较多的量化级需要较多的位来代表这些级，并且增加了表示图像所需的总位数。

然而，改变代表图像的编码信号中的量化级引起由编码信号所再现的图像质量上的相应变化。利用较少量化级相对于利用较多量化级而言导致一较低质量的再现图像。因此，在一个CBR编码器中，代表空间上和/或时间上更复杂的图像的视频信号以这样一种方式被编码，即再现图像的质量比不太复杂的图像的质量要低。

由于CBR编码器产生一恒定位率，因此简化了对来自若干这种编码器的视频信号多路传输的控制。每一编码器被事先分配一个代表其总的可利用传输链路位率的定额的位率。一种公知的分配方法分配传输链路总位率的相等部分给每一编码器。然而，代表不同节目类型的视频信号本身具有不同的复杂性。例如，传送篮球比赛的视频频道比传送一专家小组讨论的频道具有更高的复杂性。因此，从代表篮球比赛的编码视频信号再现的图像的质量将比从代表专家小组讨论的编码视频信号再现的图像的质量要低(可能实际上更低)。

试图解决这一问题的另一种已知分配方法是根据待编码信号的所期望图像复杂性事先分配不同的位率给每一CBR编码器。这样，可给传输篮球比赛的频道分配比传输专家小组讨论的频道更大比例的传输链路的总位率。这种分配方法可能致使从代表篮球比赛以及专家小组讨论二者的编码信号再现的图像质量更接近相等。

还有一种公知的分配方法是根据信号提供者的付款分配传输链路总位率的比例给频道。该提供者对传输频道付费越多，分配给该频道的传输链路总位率的比例越大，并且从通过该频道的编码信号再现的图像的质量越好。

然而，本发明人已经认识到，视频信号的复杂性不可能总是事先指定。例如，新闻广播包含具有很低复杂性的情景，(例如，一个新闻播音员坐在一桌后读新闻)插播具有非常高复杂性的情景(例如篮球比赛的一个视频剪切)。如果这种视频频道事先分配了高比例的传输链路总位率，则篮球比赛情景可能以可接受的质量再现，但新闻播音员的情景会以太高的质量或者换言之，用比所需要的更多的位被编码。另一方面，如果给这种视频频道分配了较低比例的传输链路总位率，则新闻播音员的情景可能利用合理的位数以可接受的质量再现，但所分配的位率可能不足以以可接受的质量再现篮球比赛情景。

本发明人进一步认识到，平均说来，每一视频源可以用与上述新闻广播相同的方式表征，即几乎每一具有商业价值的视频信号都包含插播有低复杂性情景的高复杂性的情景。还认识到，不同复杂性的情景在时间上是不相关的。而且，本发明人还发现，在任何给定帧周期内，不同通道的图像具有不同的复杂性，并且这些复杂性变化在时间上也是不相关的。

人们发现最好根据每一用户需求的程度来动态分配传输链路位率的稀少资源。在上述实例中，最好根据那些通道的当前当前图像复杂性将位率动态分配给不同通道。所有通道的当前正传输的图像的复杂性被估值，传输链路总位率的比例被分配给在某种意义上对应于该通道当前图像的复杂性与所有通道的图像的总复杂性的关系的每一通道。