跨媒體差錯保護方法和系統的製作方法
2023-09-22 20:26:45
專利名稱：跨媒體差錯保護方法和系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及差錯保護方案，更具體地講，涉及多媒體數據流跨媒體差錯保護系統和方法。
差錯保護技術用於保護電子數據和信息避免差錯。可被保護的數據類型可能包括，例如簡單的數據文件、多媒體數據(例如，視頻和音頻)、或者網頁。差錯主要在傳輸過程中發生，但也可能由例如向存儲器寫或從存儲器讀數據的其它活動引起。差錯保護方案通過增加數據的冗餘而生效。冗餘可用於檢錯和糾錯。給定的差錯保護方案的有效性一般依賴於所加冗餘的量。
保護變得至關重要的領域包括多媒體數據和全球資訊網內容，兩者一般都包含多媒體流。例如，視頻節目可能包含一個或者多個視頻、音頻和文字流。類似地，網頁可能包含音頻、視頻以及嵌入其中的文字數據。一般來說，各種媒體流的長度或者帶寬是不同的，視頻流一般佔用大比例的帶寬，接著是音頻，其後就是文字。在本發明中，術語「多媒體」應指任何包括多個媒體流的內容。
在今天的信息環境中，由多個媒體流構成的數據常常同時向具有不同能力的裝置發送。這樣，例如，具有音頻、視頻以及文字顯示能力的計算機或者TV(電視機)可以對所有流進行解碼並顯示。相反，音頻播放機只可對音頻流解碼，而只有文字顯示的蜂窩電話或者個人數字助理(PDA)只能對文字流解碼。因此，在這樣的環境中，保護所有的單個流變得同樣重要。
傳統的保護這種內容的方法獨立地保護每個媒體流，即將各媒體流中的比特分組獨立組裝，並將一定數目的冗餘比特加到每個分組中。這樣創建許多視頻分組、音頻分組以及文字分組，每個分組都具有它們自己的冗餘或者差錯校驗比特。這種獨立保護的問題在於，一個傳輸差錯可能會完全破壞一個媒體流，例如文字流，從而使PDA用戶「挨餓」。
這種方案的示例如圖2所示，圖2描繪了多個媒體流30，每個媒體流與冗餘比特R一起組裝。假設在給定時間間隔內生成流1(視頻V)的80比特，流2(音頻A)的32比特以及流3(文字T)的16比特。在圖2中描繪的示例中，每個流分解成20比特(16個信息比特再加4冗餘比特R)的分組長度，這樣就提供了25％的差錯保護冗餘。例如，將16個視頻比特32與4個冗餘比特34一起組裝，等等。在這個示例中，有5個視頻分組，兩個音頻分組以及一個文字分組，它們都獨立地用冗餘比特R加以保護。
現在，假設傳輸媒體在這些分組之一中引入了差錯，且差錯使冗餘信息不足以糾正差錯。如果該差錯碰巧在攜帶文本信息35的分組中，那麼與該時間期間相關聯的信息就完全丟失了。由於文字分組35完全丟失，象PDA這種只能顯示文字信息的裝置在該時段就無數據顯示。因此，PDA用戶在該時期就無信息可以接收，而PC或音頻播放機的用戶仍可接收並處理其它流。
因此，存在提供這樣一種系統的需要該系統在具有多個媒體流的環境中可以減少數據完全損失或無數據供給的風險。
通過提供將不同媒體流的部分組合到各個分組中的跨媒體差錯保護系統，本發明克服了以上所述的以及其它的問題。插入每個分組的每個媒體流類型的量可與不同媒體流的總長度成比例。
在第一方面，本發明提供用於具有多個不同類型媒體流的多媒體數據的跨媒體差錯保護系統，該系統包括用於將多媒體數據組裝成離散分組的組裝系統，其中，每個分組包括多個欄位，且來自各媒體流的數據段被置入多個欄位之一中；以及用於在每個分組的多個欄位之一中插入差錯保護數據的插入系統。
在第二方面，本發明提供編碼器，用於組裝具有第一和第二類型媒體流的多媒體數據，所述編碼器包括將多媒體數據組裝成離散分組的裝置，其中，每個分組包括保存一段第一類型媒體的第一欄位，保存一段第二類型媒體流的第二欄位，以及保存差錯保護數據的第三欄位；其中，第一和第二欄位的長度與第一和第二媒體流的長度成比例。
在第三方面，本發明提供解碼器，用於為具有不同類型的第一和第二媒體流的多媒體數據拆分組，所述解碼器包括用於從離散分組讀取多媒體數據的裝置，其中，每個分組包括具有來自第一媒體流的片段的第一欄位，具有來自第二媒體流的片段的第二欄位，以及具有差錯保護數據的第三欄位；其中，第一和第二欄位的長度與第一和第二媒體流的長度成比例。
在第四方面，本發明提供用於提供多媒體數據跨媒體差錯保護的方法，該方法包括如下步驟接收具有多個媒體流的多媒體數據，每個媒體流的類型不同；確定每個媒體流的長度；將多媒體數據組裝成多個離散分組，其中，每個離散分組包括來自各個媒體流的數據段，以及每個分組的長度與每個媒體流的長度成比例；以及將差錯保護數據插入每個分組。
在第五方面，本方面提供存儲在可記錄媒體上用於提供多媒體數據跨媒體差錯保護的程序產品，該程序產品包括經配置用於接收具有多個媒體流的多媒體數據的程序代碼，每個媒體流類型不同；經配置用於確定每個媒體流長度的程序代碼；經配置用於將多媒體數據組裝成多個離散分組的程序代碼，其中，每個離散分組包括來自各個媒體流的數據段，以及每個分組的長度與各媒體流的長度成比例；以及經配置用於將差錯保護數據插入每個分組的程序代碼。
隨後將結合附圖對本發明的最佳示範性實施例進行描述，附圖中相同標號指示相同單元；以及
圖1描繪根據本發明的最佳實施例的跨媒體保護系統的框圖。
圖2描繪提供差錯保護的典型組裝方案。
圖3描繪根據本發明的跨媒體組裝方案。
現在參考圖1，其中顯示跨媒體差錯保護系統10。系統10包括接收多媒體數據26，並將數據26連同另外的差錯保護數據編碼成多個離散分組28的編碼器12。分組28通過傳輸信道傳輸，由解碼器20接收，解碼器20對分組進行解碼並把其轉換成多媒體數據29。如上所述，術語多媒體可能包括任何包含多個數據流的內容。
編碼器12包括組裝系統14，它將多媒體數據26連同冗餘或者差錯保護數據一起組裝。由圖3可見(進一步的詳細描述如下)，組裝系統14將來自多媒體數據的每個不同媒體流的部分插入到每個分組28中。組裝系統14還將必需的差錯保護數據插入每個分組中。在最佳實施例中，插入每個分組的每個媒體類型的量與給定時間間隔內接收到的不同媒體流的總長度成比例。這樣，典型的多媒體分組會包含用於保存一段視頻數據的第一(相對大)欄位，保存一段音頻數據的第二欄位，保存一段文字數據的第三(相對小)欄位，以及保存一段冗餘數據的第四欄位。
在最佳實施例中，分組定比系統16處理如下所述的各分組比例確定過程。首先，接收數據流，並確定特定的時間間隔內的每個媒體流的長度。接著，計算媒體流的相對比例(即長度比例)。最後，分配每個媒體流的分組欄位長度以及冗餘比特的分組欄位長度。這樣，假設經過一個時間間隔，接收到具有1000比特的第一類型數據的第一媒體流和500比特的第二類型數據的第二媒體流(例如比例為2∶1)的多媒體數據。進一步假設要創建離散分組，每分組20比特，其中每個分組具有5比特冗餘(這樣，留下15比特媒體數據)。使用這兩個媒體流的總的比例，將給每個分組分配用於保存來自第一媒體流的10比特的第一欄位，以及用於保存來自第二媒體流的5比特的第二欄位。保存5比特冗餘比特的第三欄位將照樣分配。應該明白，這裡所描述的分組比例劃分方法只是出於示範的目的，其它方法同樣可以加以利用，並且落在本發明的範圍之內。例如，每個分組的欄位長度可以是「硬編碼的」，這樣每個欄位的長度就不用基於每個流的長度動態確定。此外，可以基於典型的要求估計每個媒體流的長度。
一旦確定了欄位長度，組裝系統16接著對媒體流進行相應地分組，並由差錯保護系統18添加差錯保護比特。添加差錯保護的系統和方案是本技術領域中周知的。然後可以傳輸生成的分組28，或者用別的方式處理，並由解碼器20解碼。解碼器20包括差錯校驗系統22，用於檢查差錯保護比特，以確定收到的分組是否完好。差錯校驗系統22還可以糾正分組中的差錯。然後，拆分組系統24對來自每個分組中各欄位的媒體數據比特拆分組，並利用分組定比系統16設計的比例方案重建多媒體數據流29。在分組定比系統16基於流長度動態確定欄位長度的情況下，欄位長度可以使用預定的協議傳送給拆分組系統24。
現在參照圖3，圖中顯示一種示範性的跨媒體組裝方案，所針對的是具有與針對圖2所描述的假設一樣的假設的一組分組28，即給定時間間隔內要求25％的冗餘，其中產生80比特的流1(視頻V)、32比特的流2(音頻A)以及16比特的流3(文字T)。然而，在這個實施例中，每個分組包含來自每個媒體流的數據。而且，包含於每個分組中的各個流的數據量分別與視頻、音頻以及文字流的長度成比例，在這種情形下為5∶2∶1。類似於針對圖2所描述的情形，生成8個每個長度為20比特的分組。然而，在這種情形中，為每個分組分配4個欄位，其中包含10比特視頻信息的第一段38、4比特音頻的第二段40、2比特文字的第三段42以及4比特冗餘信息的第四段44。
現在，假設傳輸媒體引入與針對圖2所述的同樣的差錯量，即，分組之一完全丟失了，圖3所示的跨媒體差錯保護方案確保在時間間隔內沒有裝置會沒有數據。具體地講，由於每個分組中的數據包含所有媒體流的片段，因此只丟失了很少部分的文字流，PDA裝置仍舊可以顯示文字信息，儘管有一些損失。因此，這個實施例確保在分組丟失的情況下，數據損失被分散，由所有媒體流分攤。因此，這種跨媒體差錯保護避免由於傳輸差錯使單個流完全丟失，從而使使用文字和其它「細」流的用戶不會沒有數據。
已經明白，這裡所描述的系統、功能、方法以及模塊可以用硬體、軟體或者硬體和軟體的組合實現。它們可以用適於執行這裡所描述的方法的任何類型的計算機系統或者其它裝置實現。典型的硬體和軟體組合可以是具有電腦程式的通用計算機系統，該電腦程式在加載並執行時，控制計算機系統執行這裡所描述的方法。或者，可以利用專用計算機，它包含執行一個或者多個本發明的功能任務的專用硬體。本發明還可嵌入到電腦程式產品中，該電腦程式產品包括允許實現這裡所描述的方法和功能的所有特性，並且在加載到計算機系統之後能夠執行這些方法和功能。本上下文中的電腦程式、軟體程序、程序、程序產品或者軟體意指旨在使具有信息處理能力的系統直接或者在以下兩個步驟之後執行特定功能的指令集的任何語言、代碼或符號的任何表現形式(a)轉換到另一種語言、代碼和符號；和/或(b)以不同的具體形式再現。
出於說明和描述的目的，已經對前面有關本發明的最佳實施例進行了描述。它們不是為了窮舉，或將本發明限制為公開的精確形式，顯然，根據上述論述，很多修改和變化對於本技術領域的技術人員而言是顯然的，旨在將其包括在所附權利要求確定的本發明的範圍之內。
權利要求
1.一種用於具有多個不同類型媒體流的多媒體數據的跨媒體差錯保護系統(10)，所述系統包括組裝系統(14)，用於將所述多媒體數據組裝成離散分組(28)，其中每個分組包括多個欄位，並且其中所述各媒體流中的數據段被置入所述多個欄位之一中；以及插入系統(18)，用於在每個分組的所述多個欄位之一中插入差錯保護數據(44)。
2.如權利要求1所述的跨媒體差錯保護系統，其特徵在於所述多個欄位中每個欄位的長度與所述多個媒體流中每個媒體流的長度成比例。
3.如權利要求1所述的跨媒體差錯保護系統，其特徵在於所述多個欄位中每個欄位的長度以預定比例設置。
4.如權利要求1所述的跨媒體差錯保護系統，其特徵在於所述多個媒體流從音頻、視頻、圖形以及文字構成的組中選擇。
5.如權利要求1所述的跨媒體差錯保護系統，其特徵在於還包括解碼器(20)，用於對多媒體數據的所述離散分組(28)解碼。
6.一種編碼器(12)，用於組裝具有第一和第二類型媒體流的多媒體數據，所述編碼器包括裝置(14)，用於將所述多媒體數據組裝成離散分組，其中每個分組包括用於保存一段所述第一類型媒體的第一欄位，用於保存一段第二類型媒體流的第二欄位，以及用於保存差錯保護數據的第三欄位；其中所述第一和第二欄位的長度與所述第一和第二媒體流的長度成比例。
7.如權利要求6所述的編碼器，其特徵在於所述第一和第二媒體流類型從音頻、視頻、文字以及圖形構成的組中選擇。
8.一種解碼器(20)，用於為具有不同類型的第一和第二媒體流的多媒體數據拆分組，所述解碼器(20)包括用於從離散分組讀取多媒體數據的裝置(24)，其中每個分組包括具有一段所述第一媒體流的第一欄位，具有一段所述第二媒體流的第二欄位，以及具有差錯保護數據的第三欄位；其中所述第一和第二欄位的長度與所述第一和第二媒體流的長度成比例。
9.如權利要求8所述的解碼器，其特徵在於所述第一和第二媒體流類型從音頻、視頻、文字以及圖形構成的組中選擇。
10.一種方法，用於提供多媒體數據跨媒體差錯保護，所述方法包括-接收具有多個媒體流的多媒體數據，所述每個多媒體流類型不同；-確定每個媒體流的長度；-將所述多媒體數據組裝成多個離散分組(28)，其中每個離散分組包括來自各所述媒體流的數據段，以及每個分組的長度與每個媒體流的長度成比例；以及-將差錯保護數據(44)插入每個分組。
11.如權利要求10所述的方法，其特徵在於每個所述離散分組(28)長度相同。
12.如權利要求10所述的方法，其特徵在於還包括傳輸離散分組(28)的步驟。
13.如權利要求12所述的方法，其特徵在於還包括將所述離散分組解碼回所述多個媒體流(29)的步驟。
14.一種程序產品(14)，所述程序產品存儲在可記錄媒體上用於提供多媒體數據跨媒體差錯保護，所述程序產品包括-程序代碼，經配置用於接收具有多個媒體流的多媒體數據，其中每個所述媒體流類型不同；-程序代碼(16)，經配置用於確定每個媒體流長度；-程序代碼(14)，經配置用於將所述多媒體數據組裝成多個離散分組(28)，其中每個離散分組包括來自各所述媒體流的數據段，以及每個分組的長度與所述每個媒體流的長度成比例；以及-程序代碼(18)，經配置用於將差錯保護數據插入每個分組。
15.如權利要求14所述的程序產品，其特徵在於在預定時間間隔內確定所述每個媒體流的長度。
16.如權利要求14所述的程序產品，其特徵在於估計所述每個媒體流的長度。
全文摘要
一種提供多媒體數據跨媒體差錯保護的系統和方法。跨媒體差錯保護包括組裝系統，用於將多媒體數據組裝成離散分組，其中每個分組包括多個欄位，並且其中各媒體流中的數據段被置入多個欄位的不同欄位中；以及插入系統，用於將差錯保護數據插入每個分組的多個欄位之一中。此外，所述多個欄位中的每個欄位的長度在一段時間間隔內可與多個媒體流中每個媒體流的長度成比例。
文檔編號H04L1/00GK1518811SQ02812358
公開日2004年8月4日 申請日期2002年6月17日 優先權日2001年6月20日
發明者S·克裡斯納馬查裡, S 克裡斯納馬查裡 申請人:皇家菲利浦電子有限公司