視頻數據分層傳輸方法
2023-10-21 05:29:32
專利名稱：視頻數據分層傳輸方法
技術領域：
本發明是一項視頻數據傳輸技術，尤其是一種基於網絡的視頻數據傳輸技術，使用該技術能解決視頻數據傳輸因網絡擁塞帶來的一些技術問題，如視頻質量下降，傳輸時延抖動等問題，從而使視頻傳輸業務得到更廣泛的應用。
背景技術：
目前，視頻數據傳輸已在各行各業得到了廣泛的應用，隨著現代通信技術的發展，其傳輸方式也是多種多樣，但以分組網絡傳輸最為普遍。然而，因各種原因引起的網絡擁塞卻嚴重影響了視頻業務質量。對於這一問題，通常的解決方案是改進視頻編碼算法、改進網絡自身的擁塞控制機制。但是由於這些方案自身的一些不足，視頻業務質量在網絡擁塞時依然下降明顯。 本發明將視頻編碼、分組策略、設備端擁塞控制機制有機地結合，形成了一種新的視頻傳輸技術，極大地提高了視頻數據傳輸的穩健性、改善了視頻業務的質量。
發明內容
本發明的目的是通過一種視頻數據傳輸技術，減小網絡擁塞對視頻數據傳輸的影響，達到提高視頻質量的目的。本發明的技術方案是一種視頻數據傳輸方法，其特徵在於首先，在視頻編碼器軟體系統中集成分層編碼單元、數據流分組單元、分組調度單元；在視頻解碼器軟體系統中集成數據流重組單元、分層解碼單元、信息重建單元；其次，視頻編碼器軟體系統通過以下步驟實現視頻數據分層傳輸①、分層編碼單元根據人眼視覺特性和視頻數據空間統計特性對視頻流進行分層編碼；②、數據流分組單元將經過分層編碼後的視頻數據根據網絡傳輸具有誤差以及可能會發生擁塞的特性，對分層後的視頻流進行分組；③、分組調度單元周期性地檢測當前網絡的傳輸信道質量，並根據網絡的傳輸信道質量進行分組調度。第三，視頻解碼器軟體系統通過以下步驟實現視頻信息重建①、數據流重組單元將接收到的分組進行排列並還原成分層視頻流；②、分層解碼單元將分層視頻流還原成視頻子塊；③、信息重建單元利用重建技術，對丟失的部分視頻信息進行重建並輸出視頻信肩、O本發明所描述的視頻流及功能模塊框圖見附圖I。本發明所描述的視頻流分層模型見附圖2。本發明的有益效果是將視頻編碼、分組策略、設備端擁塞控制機制有機地結合，形成了一種新的視頻傳輸技術。極大地提高了視頻數據傳輸的穩健性、改善了視頻業務的質量。
圖I是本發明的視頻流及功能模塊框圖。圖2是本發明的視頻流分層模型圖。圖3實例網絡拓撲圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的說明。實現發明所描述的視頻數據分層傳輸技術，它包括以下步驟首先，將集成了分層編碼單元、數據流分組單元、分組調度單元的軟體系統安裝在視頻編碼器中，該軟體系統的工作過程如下I、視頻流首先進入分層編碼單元，該單元對視頻流進行分層編碼。編碼時，首先將視頻流分成NXN的若干子塊，並將相鄰子塊分別劃分在兩個不同的子塊集中，這兩個子塊集即為視頻數據的兩個基礎層；然後根據人眼視覺特性和視頻數據空間統計特性將兩個基礎層分別變換成高頻數據子層、次高頻數據子層和低頻數據子層三個子層。分層模型如圖2所示。2、經過上述分層編碼後的數據流進入數據流分組單元，該單元首先建立三個FIFO(先進先出)隊列和三個FILO (先進後出)隊列，然後將圖2中的高頻子層I、次高頻子層I和低頻子層I分別進入FIFO隊列，高頻子層2、次高頻子層2和低頻子層2分別進入FILO隊列。這樣，經過FIFO和FILO處理後的數據流就進行了重新分組。3、經過分組的數據流進入分組調度單元，該單元以周期的形式檢測當前網絡的通信狀況，即以某一周期內網絡的分組丟失率為依據設定40%和70%兩個閥值而將網絡通信狀況設定為好、中、差三個等級。通信狀況好的情況下低頻子層分組的優先級最高、次高頻子層分組次之、高頻子層分組的優先級最低，通信狀況中等時將高頻子層分組的優先級適當提高、低頻子層分組的優先級適當降低，通信狀況差時高頻子層分組的優先級再度提高、次高頻子層分組的優先級也相應提高、低頻子層分組的優先級再度降低。其次，將集成了數據重組單元、分層解碼單元、信息重建單元的軟體系統安裝在視頻解碼器中，該軟體系統的工作過程如下I、接收到的視頻流分組首先進入數據流重組單元，該單元首先將數據分組按分組編號進行排列，丟失的分組忽略，然後將這些排列好的分組還原成分層視頻流。2、分層視頻流進入分層解碼單元，該單元根據分層視頻流的頭信息將這些視頻流還原成NXN的若干子塊，丟失的子塊暫時以O填充並做標記。3、解碼後的視頻流進入信息重建單元，該單元首先利用相鄰子塊在邊界上的信息平滑性，用周圍正常子塊的邊界信息對丟失的子塊的邊界信息進行估計，然後再抽取周圍正常子塊的其它信息並採用插值的方法來重建丟失的其它信息並驗證估計的邊界信息。最後，將重建後的視頻信息輸出。上述步驟如圖I所示。以下通過一個實例作進一步的說明
I、搭建視頻傳輸系統該系統中的視頻編/解碼器採用了本發明的技術，其中視頻編/解碼器均通過無線方式接入到公共傳輸網絡，網絡拓撲圖如圖3所示。2、具體操作過程①、開啟圖3中所有設備，開始視頻傳輸；②、向視頻解碼器側的無線接入設備增加其他數據傳輸以增加網絡負載，測試該情況下的視頻傳輸質量；
③、強制無線網絡到低速狀態，測試該情況下的視頻傳輸質量。
權利要求
1.一種視頻數據傳輸方法，其特徵在於 首先，在視頻編碼器軟體系統中集成分層編碼單元、數據流分組單元、分組調度單元；在視頻解碼器軟體系統中集成數據流重組單元、分層解碼單元、信息重建單元； 其次，視頻編碼器軟體系統通過以下步驟實現視頻數據分層傳輸 ①、分層編碼單元根據人眼視覺特性和視頻數據空間統計特性對視頻流進行分層編碼； ②、數據流分組單元將經過分層編碼後的視頻數據根據網絡傳輸具有誤差以及可能會發生擁塞的特性，對分層後的視頻流進行分組； ③、分組調度單元周期性地檢測當前網絡的傳輸信道質量，並根據網絡的傳輸信道質量進行分組調度。
第三，視頻解碼器軟體系統通過以下步驟實現視頻信息重建 ①、數據流重組單元將接收到的分組進行排列並還原成分層視頻流； ②、分層解碼單元將分層視頻流還原成視頻子塊； ③、信息重建單元利用重建技術，對丟失的部分視頻信息進行重建並輸出視頻信息。
2.根據權利要求I所述的視頻數據傳輸方法，其特徵在於視頻流及功能模塊框圖和視頻流分層模型圖。
全文摘要
本發明公開了一種視頻數據傳輸技術，它通過將視頻編碼、分組策略、設備端擁塞控制機制有機地結合，形成了一種新的視頻傳輸技術，由分層編碼單元、數據流分組單元、分組調度單元、重組單元、分層解碼單元、信息重建單元等功能模塊組成。本發明能夠提高視頻數據傳輸的穩健性、改善視頻業務的質量。
文檔編號H04N7/24GK102868878SQ201210325669
公開日2013年1月9日 申請日期2012年9月4日 優先權日2012年9月4日
發明者趙安, 黃杰, 趙麗萍, 蔡科峰, 陸建鋒, 儲偉 申請人:南京熊貓漢達科技有限公司, 南京熊貓通信科技有限公司, 熊貓電子集團有限公司, 南京熊貓電子股份有限公司