一种视频流的无比率编码解码方法及装置制造方法及图纸

一种视频流的无比率编码解码方法及装置，所述方法的步骤包括：发射端对待编码视频流执行离散余弦变换及量化分级；执行F-spinal无比率编码，所述F-spinal无比率编码基于脊柱码，并结合OFDM调制方式下的频率分集特征，将视频帧的每一区块数据指定于一子信道独立编码传输；当发射端完成一轮传输数据后，接收端向发射端反馈一反映各子信道的解码完成状况的字符信息；发射端根据发射端的反馈对不同信道状况的子信道进行数据传输调度。本发明专利技术可以满足发射端对于不同信道状况的子信道进行不同的数据包传输调度，从而在基本不影响视频传输质量的前提下，提高传输效率；可减少无线路由器在多人同时上传/下载视频流时的调度代价。

【技术实现步骤摘要】
一种视频流的无比率编码解码方法及装置
本专利技术涉及数据传输
，尤其涉及一种视频流的无比率编码解码方法及装置。
技术介绍
目前，移动视频传输正在成为无线通信的主要网络负载。根据思科(Cisco)视频报表，点播视频的网络流量负载将在2015年增至现在的三倍。然而，因为无线信道状况极其不稳定，移动视频流的质量很不理想。这个问题吸引了大量的研究兴趣，其目的是提高移动视频传输的性能。当下最前沿的文献提出了改善移动视频传输的几种新技术。这些方案的基本思想是通过解决高度数据冗余，实现较为优质的视频传输效果。如今，MU-MIMO（多用户多输入多输出）系统可以支持多用户同时上传/下载视频。然而，几乎没有现有技术可以实现在MU-MIMO的WLAN（无线局域网络）实现较为理想的视频传输性能。主要的原因是由于高度的数据冗余可导致数据包冲突和丢包的概率增加，以至于限制了传输性能。在日常生活中，用户经常会遇到如下两种很差的无线视频体验。一是在某些体育盛会（如：世界杯），很多人一起看相同的视频节目，从而导致了很多人的视频流会卡在某些画面，使得多人同时的视频流下载用户体验极差。二是当用户在上传拍摄的有趣事件的同时，其他在附近的人也会同时上传几乎相同的内容的视频流。这使得多人同时的视频流上传用户体验极差。几乎没有现有的办法可以解决这两个经常发生在人们日常生活中的问题。这促使技术人员去设计出基于MU-MIMO的、更为高效的、可多人同时上传/下载的视频传输方案。另外，现在大多数的移动设备可以拍摄高清晰度（HD）视频，以及许多近期发布的专业相机都支持Wi-Fi。这种高清视频流的无线传输会带来更重的无线网络负载，更使得实现这样一个有效的方案显得迫在眉睫。当下的多人同时视频上传/下载的MU-MIMO的无线传输的性能难以改善，其困难主要为如下两点：1）经常改变无线信道状况；2）共享带宽。视频编解码器是专门设计为在一个相对固定的比特率工作，这个固定的比特率是根据当前信道条件的估算。然而，根据所测量的信道条件来调节比特率这种方法是不实际的。关键原因是，由于无线链路变化频繁，无法得到的瞬时信道质量的信息。此外，由于共享带宽，多人同时上载/下载高清视频与高度的数据冗余会带来更重的工作量，并导致冲突或丢包的概率很高。简而言之，在不断波动的信道条件下，如何高效的实现多人同时视频上传/下载是主要的困难。针对无线视频收发，技术人员提出了通过接收器的反馈来进行信道和视频数据压缩率的切换。具体而言，当发送器无法正确接收到周期性的接收器反馈时，发射器会切换无线传输的频带，以及视频压缩比例，从而利用其他频段和合适的视频压缩比来完成较为优质的视频流传输。但是，这种方法需要经常改变传输的无线频段，这种频繁切换频段的方法在很多情况下是无法适用的（比如周围频段被其他设备占用）。再者，在多用户同时上传/下载视频时，改变频段会带来很大的额外控制代价（如发射器要接收和协调各个接收器所能利用的其他频段，然后还要进行频段分析来确定最终需要切换的频段范围）。
技术实现思路
为了克服上述所指的现有技术中的不足之处，本专利技术提供一种视频流的无比率编码解码方法及装置，以对多人同时上传/下载的视频流数据进行合理的编码传输，在基本不影响视频传输质量的前提下，提高传输效率。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种视频流的无比率编码解码方法，其步骤包括：S1、发射端对待编码视频流执行离散余弦变换及量化分级；S2、执行F-spinal无比率编码，所述F-spinal无比率编码基于脊柱码，并结合OFDM调制方式下的频率分集特征，将视频帧的每一区块数据指定于一子信道独立编码传输；S3、当发射端完成一轮数据传输后，接收端向发射端反馈一字符信息，该字符信息反映各子信道的解码完成状况；S4、发射端根据接收端的反馈对不同信道状况的子信道进行数据传输调度。优选地，所述步骤S3中的字符信息由N个bit组成，N表示当前传输所占用的子信道个数。优选地，所述步骤S3中的字符信息的每个bit采用BPSK调制方式，以1代表子信道已经完成当前一轮传输数据的解码，以0代表子信道未完成当前一轮传输数据的解码。优选地，所述步骤S4中，发射端根据接收端的反馈对不同信道状况的子信道进行数据传输调度包括：为已经完成当前一轮传输数据的解码的子信道分配新的区块数据；使未完成当前一轮传输数据的解码的子信道继续传输原分配的区块数据。本专利技术还公开了一种视频流的无比率编码解码装置，包括：编码模块，用于发射端对待编码视频流执行离散余弦变换及量化分级，执行F-spinal无比率编码，所述F-spinal无比率编码基于脊柱码，并结合OFDM调制方式下的频率分集特征，将视频帧的每一区块数据指定于一子信道独立编码传输；解码反馈模块，用于当发射端完成一轮数据传输后，接收端向发射端反馈一字符信息，该字符信息反映各子信道的解码完成状况；信道调度模块，用于发射端根据接收端的反馈对不同信道状况的子信道进行数据传输调度。优选地，所述接收端向发射端反馈的字符信息由N个bit组成，N表示当前传输所占用的子信道个数。优选地，所述接收端向发射端反馈的字符信息的每个bit采用BPSK调制方式，以1代表子信道已经完成当前一轮传输数据的解码，以0代表子信道未完成当前一轮传输数据的解码。优选地，所述信道调度模块用于发射端根据接收端的反馈对不同信道状况的子信道进行数据传输调度包括：用于为已经完成当前一轮传输数据的解码的子信道分配新的区块数据；用于使未完成当前一轮传输数据的解码继续传输原分配的区块数据。与现有技术相比，本专利技术利用正交频分复用技术(OFDM)的频率分集(frequencydiversity)和无比率编码(ratelesscodes)，并提出了微反馈机制（Micro-ACK），可以满足发射端对于不同信道状况的子信道进行不同的数据包传输调度，从而在基本不影响视频传输质量的前提下，提高传输效率；可用来支持多人同时视频上传/下载的跨层无线传输设计，减少无线路由器在多人同时上传/下载视频流时的调度代价（如：数据包冲突，丢包等），从而提高了多人上传/下载的视频流传输效率。附图说明附图1为本专利技术一种实施例的视频流的无比率编码解码方法的实现流程示意图；附图2为利用传统脊柱码（spinalcode）的数据传输示意图；附图3为利用本专利技术的F-spinal无比率编码的数据传输示意图；附图4为应用本专利技术实施的基于多用户输入输出的无线视频传输的实现流程示意图；附图5为应用本专利技术实施的基于多用户输入输出的无线视频传输的接收端解码流程示意图；附图6为本专利技术一种实施例的视频流的无比率编码解码装置的架构示意图。图中，A为第一子信道，B为第二子信道，C为第三子信道。具体实施方式为了便于本领域技术人员的理解，下面结合附图对本专利技术作进一步的描述。一种视频流的无比率编码解码方法，可应用于多用户输入输出的无线视频传输，如附图1所示，其步骤包括：S101、发射端对待编码视频流执行离散余弦变换；S102、发射端对待编码视频流执行量化分级；S103、执行F-spinal无比率编码，所述F-spinal无比率编码基于脊柱码，并结合OFDM调制方式下的频率分集特征，将视频帧的每一区块数据指定于一子信道独立编码传输；S104、当发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种视频流的无比率编码解码方法，其步骤包括：S1、发射端对待编码视频流执行离散余弦变换及量化分级；S2、执行F‑spinal无比率编码，所述F‑spinal无比率编码基于脊柱码，并结合OFDM调制方式下的频率分集特征，将视频帧的每一区块数据指定于一子信道独立编码传输；S3、当发射端完成一轮数据传输后，接收端向发射端反馈一字符信息，该字符信息反映各子信道的解码完成状况；S4、发射端根据发射端的反馈对不同信道状况的子信道进行数据传输调度。

【技术特征摘要】
1.一种视频流的无比率编码解码方法，其步骤包括：S1、发射端对待编码视频流执行离散余弦变换及量化分级；S2、执行F-spinal无比率编码，所述F-spinal无比率编码基于脊柱码，并结合OFDM调制方式下的频率分集特征，将视频帧的每一区块数据指定于一子信道独立编码传输；S3、当发射端完成一轮数据传输后，接收端向发射端反馈一字符信息，该字符信息反映各子信道的解码完成状况；S4、发射端根据接收端的反馈对不同信道状况的子信道进行数据传输调度。2.根据权利要求1所述的视频流的无比率编码解码方法，其特征在于：所述步骤S3中的字符信息由N个bit组成，N表示当前传输所占用的子信道个数。3.根据权利要求2所述的视频流的无比率编码解码方法，其特征在于：所述步骤S3中的字符信息的每个bit采用BPSK调制方式，以1代表子信道已经完成当前一轮传输数据的解码，以0代表子信道未完成当前一轮传输数据的解码。4.根据权利要求1所述的视频流的无比率编码解码方法，其特征在于，所述步骤S4中，发射端根据接收端的反馈对不同信道状况的子信道进行数据传输调度包括：为已经完成当前一轮传输数据的解码的子信道分配新的区块数据；使未完成当前一轮传输数据的解码的子信道继续传输原分配的区块数据。5.一种视频流的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王冠华，伍楷舜，倪明选，
申请(专利权)人：广州市香港科大霍英东研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44