一种基于媒体内容的自适应FEC方法技术

本发明专利技术提供了一种基于媒体内容的自适应FEC方法，该方法将媒体内容进行分级，并赋予不同的重要性，在不对原有媒体数据流进行分流的情况下，根据当前信道状况，动态调整媒体数据包中所包含的帧的重要程度和相应的编码方案，把数据包传送到相应的FEC编码器，进行不同程度的保护，最终一个源数据流只会被编码为一个FEC码流，实现最大限度保证媒体内容质量的同时，减少FEC造成的极大的数据量；不需要对源数据流进行分流，降低了发送端FEC编码的复杂度，提高了FEC编码的效率；极大的减少因FEC编码带来的数据量的增加；可以根据当前网络状态的变化动态的调整编码方案，因此对时变网络具有更强的适应性。

An Adaptive FEC Method Based on Media Content

【技术实现步骤摘要】
一种基于媒体内容的自适应FEC方法本申请是母案专利技术申请201510673091.X,专利技术创造名称《一种基于媒体内容的自适应FEC机制》、申请日2015年10月16日的分案申请。
本专利技术涉及多媒体传输
，更具体地，涉及一种基于媒体内容的自适应FEC(前向纠错)方法。
技术介绍
在异构网络媒体服务系统中，内容通过因特网协议或广播协议分发到终端，因特网中使用IP/TCP或UDP报文来传输媒体数据，广播通过MPEG2-TS来传输内容。UDP报文在经过多个网络设备后可能会出现丟失，广播TS流可能因为传输环境的影响，产生误码，从而造成终端侧的画面破损或者声音停顿。FEC(ForwardErrorCorrection，前向纠错)技术是一种广泛应用于通信系统中的编码技术。通过服务器侧对媒体数据进行纠错编码，加入冗余信息一并发送，终端侧进行反向FEC解码，对丟失的报文进行恢复。以典型的分组码为例，其基本原理是：在发送端，通过将kbit信息作为一个分组进行编码，加入(n-k)bit的冗余校验信息，组成长度为nbit的码字。码字经过信道到达接收端之后，如果错误在可纠范围之内，通过译码即可检查并纠正错误bit，从而抵抗信道带来的干扰，有效降低系统的误码率，提高通信系统的可靠性。但是FEC处理，是以冗余开销代价来降低系统的误码率,过度FEC编码对系统实时性和网络状态也会造成压力。在ISO-23008-1/10/13标准中，传统的FEC结构对于所有信息统一进行编码，对于用户信息没有区分度。对于混合内容或者混合网络下分发不适合，因此他们提出了两层结构。两层结构，如附图1所示。第一层将sourcepacketblock分为较多的小块分别做FEC保护，第二层是一个整块做FEC保护。第一层划分较细致可以提供较小的时延，第二层保证了恢复性能和较小的冗余。对于混合内容传输，其内容可能分为timed和non-timed，因此可以采用这种两层结构。时序内容用方式1，保证了时延，非时序内容同时借助方式1和方式2，保证了准确性。对于用户处于不同性能信道，信道性能好的用户只需要FEC1保证时延和功耗，对于信道性能差的用户同时做FEC1和FEC2保证了准确性。这在一定程度上的解决了问题，对于信道性能较差的用户(GroupB)，两层结构确实提高了恢复性能，但是会引入极大的时延。对于信道性能较好的用户(GroupA)，不一定是做FEC1，越小的分包带来越小的时延。没有考虑信息的不等重要程度。对于信息或者用户要根据两层结构进行分类，以及对于将大block拆分为小blcok的具体策略是一个复杂的问题。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种基于媒体内容的自适应FEC方法,从而解决目前FEC系统中实时性好，而准确性差，准确性好而实时性差，以及过度FEC编码造成的数据拥塞问题。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种基于媒体内容的自适应FEC方法，该方法将媒体内容进行分级，并赋予不同的重要性，在不对原有媒体数据流进行分流的情况下，根据当前信道状况，动态调整媒体数据包中所包含的帧的重要程度和相应的编码方案，把数据包传送到相应的FEC编码器，进行不同程度的保护，最终一个源数据流只会被编码为一个FEC码流。进一步的，所述方法在与媒体处理单元(MPU)一同传输的信令信息中加入不等差错保护标志位。进一步的，所述方法加入专门的指示字段，可以做更多个性化的保护方案。更进一步的，所述专门的指示字段加在MFU包头前。进一步的，所述方法将媒体内容进行分级，并赋予不同的重要性，然后利用信令和指示字段控制，采用不同的FEC编码强度编码。进一步的，所述方法能够根据当前网络状况动态的改变编码方案，提供自适应的保护强度。进一步的，所述方法在与媒体处理单元(MPU)一同传输的信令信息中加入不等差错保护标志位，同时加入专门的指示字段，以形成更多个性化的保护方案。较优地，所述方法将媒体内容进行分级，并赋予不同的重要性，然后利用信令和指示字段控制，采用不同的FEC编码强度编码。进一步的，所述方法针对MMTAL-FEC发送端架构，发送端流程为：a)服务器端根据媒体资源生成MMTP流和信令；b)根据MMT流中每帧数据的重要性的不同，把MMT包传递到FEC编码器，对不同的优先级，采用不同的FEC编码矩阵对MMT包进行FEC编码生成相应的FEC码；c)将上步中对同一数据流的不同优先级的MMT包进行FEC编码后形成的FEC码进行整合生成一个FEC码流；d)FEC编码完后，返回相应的修复字符以及FEC数据负载标识和原数据负载标识；e)所有的修复字符打包成FEC修复包，发送到传输层。进一步的，本专利技术通过信令识别FEC流以及采用的FEC编码结构和FECcode，为了支持这种方法，修改了信令中的fec_flow_descriptor字段：在AL-FECmessage中现有的三种fec_coding_structure的基础上增加了一种新的fec_coding_structure，fec_coding_structure的功能是用来描述当前采用的FEC编码方案，包括选择的编码算法，是否采用私有编码方案，最大的保护时间窗时间和值等信息，该字段位于AL-FEC信令中被传送到接收端；新增加的fec_coding_structure的标志位的值在现有的reserved的范围内选择；原来的信令仅仅支持一个FEC流中复用多个媒体资源的修复信息，现在增加了一种针对一个媒体资源的不同重要性部分，分别进行FEC的信令控制，使FEC方法能够更加细化，服务端可以根据用户网络状态动态地调整媒体资源不同部分的FEC强度，在网络带宽和用户体验间取得一个平衡点。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：采用了本专利技术的技术方案，可以针对目前FEC系统中过度编码造成的数据拥塞，通过对媒体内容分级，赋予不同的重要性，利用信令和指示位控制，采用不同的FEC编码强度；实现最大限度保证媒体内容质量的同时，减少FEC造成的极大的数据量；由于不需要对源数据流进行分流，因此降低了发送端FEC编码的复杂度，提高了FEC编码的效率；由于对一个源数据流只会编码生成一个FEC码流，因此可以极大的减少因FEC编码带来的数据量的增加；同时由于可以根据当前网络状态的变化动态的调整编码方案，因此对时变网络具有更强的适应性。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1是MMT中针对媒体资源的FEC两层结构；图2a-图2b是一个图像组中各帧依赖关系图；图3是一个通用的MPU组成部分及各部分的重要性示意图；图4是改进的MMTAL-FEC发送端架构图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。如图1所示：MMT中针对媒体资源的FEC两层结构，第一层将sourcepacketblock分为较多的小块分别做FEC保护，第二层是一个整块做FEC保护。第一层划分较细致可以提供较小的时延，第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于媒体内容的自适应FEC方法，其特征在于，将媒体内容进行分级，并赋予不同的重要性，在不对原有媒体数据流进行分流的情况下，根据当前信道状况，动态调整媒体数据包中所包含的帧的重要程度和相应的编码方案，所述方法针对MMT AL‑FEC发送端架构，发送端流程为：服务器端根据媒体内容生成MMT流和信令；根据MMT流中每帧数据的重要性的不同，把MMT包传递到FEC编码器，该FEC编码矩阵根据MMT包的不同优先级而生成，对MMT包进行FEC编码生成相应的FEC码；将上步中对同一数据流的不同优先级的MMT包进行FEC编码后形成的FEC码进行整合生成一个FEC码流；FEC编码完后，返回相应的修复字符以及FEC数据负载标识和原数据负载标识；所有的修复字符打包成FEC修复包，发送到传输层。

【技术特征摘要】
1.一种基于媒体内容的自适应FEC方法，其特征在于，将媒体内容进行分级，并赋予不同的重要性，在不对原有媒体数据流进行分流的情况下，根据当前信道状况，动态调整媒体数据包中所包含的帧的重要程度和相应的编码方案，所述方法针对MMTAL-FEC发送端架构，发送端流程为：服务器端根据媒体内容生成MMT流和信令；根据MMT流中每帧数据的重要性的不同，把MMT包传递到FEC编码器，该FEC编码矩阵根据MMT包的不同优先级而生成，对MMT包进行FEC编码生成相应的FEC码；将上步中对同一数据流的不同优先级的MMT包进行FEC编码后形成的FEC码进行整合生成一个FEC码流；FEC编码完后，返回相应的修复字符以及FEC数据负载标识和原数据负载标识；所有的修复字符打包成FEC修复包，发送到传输层。2.根据权利要求1所述的基于媒体内容的自适应FEC方法，其特征在于，服务器所生成的信令至少用于指示修复字符。3.根据权利要求1所述的基于媒体内容的自适应FEC方法，其特征在于，所述MMTAL-FEC发送端架构，修改了MMT协议中流化后的输出，把MMT数据包按照优先级发送到FEC编码器分别进行FEC编码，根据MMT包的优先级不同，选择不同的编码矩阵，并将各个优先级经过FEC编码器处理后生成的FEC码整合成一个FEC码流。4.根据权利要求1所述的基于媒体内容的自适应FEC方法，其特征在于，所述方法在与媒体处理单元(MPU)一同传输的信令信息中加入不等差错保护标志位。5.根据权利要求1所述的基于媒体内容的自适应FEC方法，其特征在于，所述方法加入专门的指示字段，以形成更多个性化的保护方案。6.根据权利要求3所述的基于媒体内容的自适应FEC方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐异凌，张文军，黄巍，汤旭国，李博，孙军，管云峰，柳宁，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海,31