交错式关键帧视频编码制造技术

本发明专利技术的一个实施例记载了一种机制，用于对与相同数字内容相关联的视频流进行编码以使得在两个视频流之间交错的切换点发生在每偏移时间距离处。偏移时间距离小于给定视频流中的两个相邻关键帧之间的距离。这使得内容播放器能够在与最近播放的关键帧相距偏移时间距离处切换到具有从当前视频流向上或向下一个级别的重放质量的视频流。在效果上，内容播放器在切换之前不等待整个关键帧时间距离。

Interleaved key frame video coding

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】交错式关键帧视频编码相关申请的交叉引用本申请要求于2017年6月12日递交的美国专利申请序列号15/620,673的权益，特此通过引用将该美国申请并入在此。
本专利技术概括而言涉及数字媒体，更具体而言涉及交错式关键帧编码。
技术介绍
传统的数字内容分发系统通常包括内容服务器、内容播放器、和将内容服务器连接到内容播放器的通信网络。内容服务器被配置为存储可从内容服务器(完全或部分)下载到内容播放器的与不同内容标题相对应的数字内容文件。每个数字内容文件与被编码到特定重放质量的视频流以及音频流相关联。正如很好理解的，被编码到高重放质量的视频流的大小大于被编码到更低重放质量的视频流。内容播放器被配置为响应于用户选择特定内容标题来重放而下载并播放与该内容标题相对应的数字内容文件。下载数字内容文件通常涉及本领域中被称为“流传输”(streaming)的技术，利用该
技术实现思路
服务器将与所选内容标题相对应的数字内容文件顺序地发送到内容播放器。内容播放器随后随着数字内容文件中所包括的视频流和音频流的一些部分变得可用而播放这些视频流和音频流。在发起对数字内容文件的下载之前，内容播放器可测量从内容服务器的可用带宽并且选择具有如下视频流的数字内容文件：该视频流被编码到能够被测量到的可用带宽所支持的质量。到了通信网络可提供充足的带宽来下载所选择的数字内容文件并同时满足质量要求的程度，对下载的数字内容文件的重放令人满意地进行。然而，在实践中，随着连接到通信网络的不同设备执行独立的任务并且构成通信网络的环境的因素经历变化，通信网络中的可用带宽不断地变化。例如，用于移动连接的通信信道可经历显著波动。为了在面临变化的带宽可用性的情况下最大化重放质量，可实现自适应流传输技术。在自适应流传输中，如果通信网络中的可用带宽增大，则内容播放器下载与所选内容标题相对应的包括被编码到更高重放质量的视频流的不同内容文件。类似地，如果通信网络中的可用带宽减小，则内容播放器可切换到下载与所选内容标题相对应的包括被编码到更低重放质量的视频流的不同内容文件。从下载当前视频流切换到下载新视频流应当是无缝的，使得在切换之后播放的第一视频帧是在切换之前播放的最后视频帧的紧接后继者。两个不同视频流中的视频帧通常在与关键帧位置相对应的切换点处是匹配的。在现有技术中，视频流内的关键帧位于相等的时间间隔并且与相同数字内容的不同视频流内的对应关键帧完美对齐。图1根据现有技术图示了在不同视频流之间对齐的关键帧。视频流102、104、和106对应于按不同重放质量编码的相同数字内容。视频流102-106中的每一者包括关键帧，在图示中被标记为“K”。视频流102-106中的每个关键帧K位于与紧邻的前一个关键帧相距关键帧时间距离108处。在一个实施例中，关键帧是能够独立于先前帧被解码的唯一类型的视频帧，从而重放能够在关键帧处被发起。每个关键帧K后跟着给定数目的帧--这些一起构成可被内容播放器独立下载来重放的可下载单元116。另外，视频流102-106之间的对应关键帧按时间距离108完美对齐。结果，每个切换点110-114位于与紧邻的前一个切换点相距关键帧时间距离108处。例如，切换点112位于与切换点110相距关键帧时间距离108处。在视频流102-106之间切换的内容播放器仅能够在切换点110-114处切换，因此仅能够在至少关键帧时间距离108的重放长度之后切换。为了增大视频流之间的切换点的频率并且维持关键帧对齐，所有视频流内的关键帧的频率将必须被增大。然而，相对于非关键帧，关键帧要求多5x到40x的比特来以一定质量进行编码。因此，增大视频流中的关键帧的频率增大了视频流的整体大小。因为增大的存储成本和视频流到内容播放器的增大的传输时间或通信带宽，在视频流大小方面的这种增大是不合需要的。
技术实现思路
本专利技术的一个实施例记载了一种方法，该方法包括生成用于存储按第一重放质量编码的数字内容的第一视频流，其中该第一视频流包括多个关键帧，多个关键帧中的每个关键帧与数字内容的不同编码序列相关联，并且多个关键帧中的第一关键帧位于第一视频流内与也包括在多个关键帧中的紧邻的前一个关键帧相距第一时间距离处。该方法还包括生成用于存储按第二重放质量编码的数字内容的第二视频流，其中第二视频流包括多个交错的关键帧，多个交错的关键帧中的第二关键帧位于第二视频流内与也包括在所述多个交错的关键帧中的紧邻的前一个关键帧相距第一时间距离处并且与第一关键帧在第一视频流内所在位置相距偏移距离处。第二关键帧包括用于将数字内容的下载从第一视频流切换到第二视频流或者从第二视频流切换到第一视频流的第一切换点。所公开的方法的一个优点是内容播放器可在与最近播放的关键帧相距偏移时间距离处频繁地切换到具有从当前视频流向上或向下一个级别的重放质量的视频流。在效果上，内容播放器在切换之前不必等待整个关键帧时间距离。从而，用于配置视频流的这个机制增大了视频流之间的切换点的频率，而不会增大视频流内的关键帧的频率。附图说明图1根据现有技术图示了在不同视频流之间对齐的关键帧。图2根据本专利技术的一个实施例图示了在不同视频流之间位于交错偏移处的关键帧。图3图示出被配置为实现本专利技术的一个或多个方面的内容分发系统。图4是根据本专利技术的一个实施例的图3的编码服务器的更详细图示。图5根据本专利技术的一个实施例图示了与同一数字内容相关联并且被图4的编码服务器处理的多个视频流。图6根据本专利技术的一个实施例图示了与同一数字内容相关联并且被图4的编码服务器处理的多组视频流。图7是根据本专利技术的另一实施例的用于对与数字内容相关联的视频流进行编码的方法步骤的流程图。具体实施方式在以下描述中，记载了许多具体细节以提供对本专利技术的更透彻理解。然而，本领域技术人员将会清楚，没有这些具体细节中的一个或多个也可实现本专利技术。在其他情况下，没有描述公知的特征以避免模糊本专利技术。图2根据本专利技术的一个实施例图示了在不同视频流之间位于交错偏移处的关键帧。视频流202、204和206对应于按不同重放质量编码的相同数字内容。视频流204具有比视频流202低一个级别的质量和比视频流206高一个级别的质量。视频流202-206中的每一者包括关键帧，在图示中被标记为“K”。给定视频流202、204或206中的每个关键帧K位于与同一视频流中紧邻的前一个关键帧相距关键帧时间距离208处。另外，给定视频流202、204、或206中的每个关键帧K位于与具有从该给定视频流向上或向下一个级别的质量的一不同视频流中紧邻的前一个关键帧相距偏移时间距离228处。例如，视频流204中的关键帧224位于与视频流202中的关键帧222相距偏移时间距离228处。类似地，视频流206中的关键帧226位于与视频流204中的关键帧224相距偏移时间距离228处。每个关键帧K后跟着给定数目的帧--这些一起构成可被内容播放器独立下载来重放的可下载单元230。包括关键帧K的每个可下载单元后跟着不包括关键帧并且也可被内容本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，包括：/n生成第一视频流，该第一视频流用于存储按第一重放质量编码的数字内容，其中所述第一视频流包括多个关键帧，所述多个关键帧中的每个关键帧与所述数字内容的不同编码序列相关联，并且所述多个关键帧中的第一关键帧位于所述第一视频流内的如下位置处：该位置与也被包括在所述多个关键帧中的紧邻的前一个关键帧相距第一时间距离；并且/n生成第二视频流，该第二视频流用于存储按第二重放质量编码的所述数字内容，其中所述第二视频流包括多个交错的关键帧，所述多个交错的关键帧中的第二关键帧位于所述第二视频流内的如下位置处：该位置与也被包括在所述多个交错的关键帧中的紧邻的前一个关键帧相距所述第一时间距离，与所述第一关键帧在所述第一视频流内所在位置相距偏移距离，/n其中所述第二关键帧包括第一切换点，该第一切换点用于将所述数字内容的下载从所述第一视频流切换到所述第二视频流或者从所述第二视频流切换到所述第一视频流。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170612 US 15/620,6731.一种方法，包括：
生成第一视频流，该第一视频流用于存储按第一重放质量编码的数字内容，其中所述第一视频流包括多个关键帧，所述多个关键帧中的每个关键帧与所述数字内容的不同编码序列相关联，并且所述多个关键帧中的第一关键帧位于所述第一视频流内的如下位置处：该位置与也被包括在所述多个关键帧中的紧邻的前一个关键帧相距第一时间距离；并且
生成第二视频流，该第二视频流用于存储按第二重放质量编码的所述数字内容，其中所述第二视频流包括多个交错的关键帧，所述多个交错的关键帧中的第二关键帧位于所述第二视频流内的如下位置处：该位置与也被包括在所述多个交错的关键帧中的紧邻的前一个关键帧相距所述第一时间距离，与所述第一关键帧在所述第一视频流内所在位置相距偏移距离，
其中所述第二关键帧包括第一切换点，该第一切换点用于将所述数字内容的下载从所述第一视频流切换到所述第二视频流或者从所述第二视频流切换到所述第一视频流。


2.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一关键帧与第一编码序列相关联，并且所述数字内容的下载在所述第一编码序列的片段已被播放之后被从所述第一视频流切换到所述第二视频流，并且其中所述偏移距离包括所述第一时间距离的一半，并且所述片段的长度是所述第一时间距离的一半。


3.如权利要求1所述的方法，还包括：生成第三视频流，该第三视频流用于存储按第三重放质量编码的所述数字内容，其中所述第三视频流包括第二多个交错的关键帧，其中所述第二多个交错的关键帧中的第三关键帧位于所述第二视频流内的如下位置处：该位置与也被包括在所述第二多个交错的关键帧中的紧邻的前一个关键帧相距所述第一时间距离，与所述第一关键帧在所述第一视频流内所在位置相距所述第一时间距离。


4.如权利要求3所述的方法，其中，所述第三关键帧包括第二切换点，该第二切换点用于在所述第一编码序列已被播放之后在所述第三关键帧处将所述数字内容的下载从所述第一视频流切换到所述第三视频流。


5.如权利要求3所述的方法，其中，所述第一重放质量高于所述第二重放质量，并且其中所述第二重放质量高于所述第三重放质量。


6.如权利要求1所述的方法，还包括：生成第三视频流，该第三视频流用于存储按所述第二重放质量编码的所述数字内容，其中所述第二视频流包括第二多个交错的关键帧，其中所述第二多个交错的关键帧中的第三关键帧位于所述第二视频流内的如下位置处：该位置与也被包括在所述第二多个交错的关键帧中的紧邻的前一个关键帧相距所述第一时间距离，与所述第一关键帧在所述第一视频流内所在位置相距所述第一时间距离。


7.如权利要求6所述的方法，其中，所述第三关键帧包括第二切换点，该第二切换点用于在所述第一编码序列已被播放之后在所述第三关键帧处将所述数字内容的下载从所述第一视频流切换到所述第三视频流。


8.如权利要求1所述的方法，还包括：生成第三视频流，该第三视频流用于存储按所述第二重放质量编码的所述数字内容，其中所述第二视频流包括第二多个交错的关键帧，其中所述第二多个交错的关键帧中的第三关键帧位于所述第二视频流内的如下位置处：该位置与也被包括在所述第二多个交错的关键帧中的紧邻的前一个关键帧相距所述第一时间距离，与所述第一关键帧在所述第一视频流内所在位置相距所述第一时间距离的倍数。


9.如权利要求1所述的方法，还包括：当从所述第一视频流切换到所述第二视频流时，确定所述第一编码序列的在紧接所述片段之后要播放的下一片段与所述第二关键帧相关联。


10.如权利要求9所述的方法，还包括：仅当能够在下载与所述第二关键帧相关联并且与所述下一片段相对应的编码数据的第二片段之前从所述第二视频流下载所述第二关键帧时，才使得所述数字内容的下载从所述第一视频流切换到所述第二视频流。


11.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一视频流包括各自被单独下载来重放的多个可下载单元，并且其中所述多个可下载单元中的第一可下载单元包括所述第一关键帧并且所述多个可下载单元中的第二可下载单元包括与所述第一关键帧相关联的内容帧。


12.一种存储指令的计算机可读介质，所述指令当被处理器执行时使得所述处理器进行以下操作：
生成第一视频流，该第一视频流用于存储按第一重放质量编码的数字内容，其中所述第一视频流包括多个关键帧，所述多个关键帧中的每个关键帧与所述数字内容的不同编码序列相关联，并且所述多个关键帧中的第一关键帧位于所述第一视频流内的如下位置处：该位置与也被包括在所述多个关键帧中的紧邻的前一个关键帧相距第一时间距离；并且
生成第二视频流，该第二视频流用于存储按第二重放质量编码的所述数字内容，其中所述第二视频流包括多个交错的关键帧，所述多个交错的关键帧...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿迪蒂亚·马夫兰卡斯，扬尼斯·卡特萨翁尼迪斯，马克·沃特森，
申请(专利权)人：奈飞公司，
类型：发明
国别省市：美国;US