不同质量级别的自适应视频流制造技术

网络包括基于一个或更多网络的视频服务器，这些视频服务器通过共享网络连接到一个或更多视频接收器。多条视频内容均以很多恒定质量级别编码且存储在基于网络的服务器中的一个或更多个中。响应于来自接收器的请求，视频内容在服务器上被选择且通过共享网络传送到接收器。系统基于当前传送的视频流的特性、在视频接收器已经缓存的比特数以及可用网络吞吐量选择需要传送的流的质量级别。目的是根据可用网路吞吐量选择传送的视频质量，从而在确保所有视频数据在网络上及时传输以使得它被无中断地编码且显示的同时最大化质量。本发明专利技术提出了一种提前做出这种选择的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及视频流，尤其是其中所述流经过具有不确定带宽能力的网络。尽管不排他，本专利技术尤其可应用于在很多不同恒定质量级别编码的视频的传送。
技术介绍
常规地，通过以恒定码率编码视频且以相同恒定码率在网络上传送它来支持诸如申请人的BT Vision服务之类的按需点播服务。这一般需要网络上的带宽预留，这提供起来可能是昂贵的。使用压缩技术编码的视频自然地具有可变码率，因为当编码画面时产生的比特数取决于画面内容:它与原先编码的画面有多相似以及它包含多少细节。一些视频场景可以使用小比特数编码到给定质量，而其它场景可能需要明显更多的比特来实现相同的质量。当使用恒定码率编码时，视频必须以随时间变化的质量编码以满足码率约束。已经显示这对于偏好看到恒定质量的用户而言并不是最佳的。而且，通过固定码率以使其与视频内容的体裁无关，也可以很好地编码一些内容体裁，诸如新闻和戏剧，但是诸如快速运动体育和音乐视频以及音乐会之类的其它体裁仅能够被相当不良地编码。使用可变码率编码的自适应视频传送可以用于克服这些问题。使用自适应传输系统，去除了对于带宽预留的需求，视频传输系统根据可用网络吞吐量适应传送的视频的码率。内容可以以对应于很多质量级别的很多码率来编码且通过网络传送而无需带宽预留。一般而言，视频数据将被尽可能快地传输，而质量级别(编码的码率)根据实现的网络吞吐量调适，从而在确保所有视频数据在网络上及时传输以使得它被无中断地编码且显示的同时最大化传送的视频质量。国际专利申请W02009/112801描述了一种维持恒定感知质量的可变码率编码方法。利用视频编码器中的感知质量度量(通过考虑掩蔽效果使用实际观察者感觉的良好校准的度量)以使用恒定感知质量进行编码。基于每个帧中的相对对比级别考虑掩蔽效果来单独设置编码参数、尤其是量化参数。所得的编码比特流具有可变码率。国际专利申请W02005/093995描述了一种具有视频服务器的网络，该视频服务器通过共享回程连接到很多客户端设备。视频内容以很多恒定质量级别编码且编码的比特流存储在基于网络的服务器上。响应于来自客户端的请求，编码比特流被服务器选择且通过共享网络传传送到客户端。取决于实际网络吞吐量，可以完成不同比特流之间的切换以及因此质量之间的切换，其目标是最大化流的质量。然而，当传送以两个或更多质量级别编码的视频内容时，必须确定在每个可用质量级别传送剩余视频内容所需的最小码率，使得可以根据实际网络传输速率做出是否切换至IJ不同质量比特流的判定。针对给定视频流确定最小传送码率的一种方法是在开始传送之前分析编码的视频流的统计特征。因而，对于每个视频流内的多个位置，可以预先计算数据对，每个数据对包含传送码率以及在该传送率用于剩余给定视频流的及时传送时所需的最小启动延时。该数据然后在后续流化处理中使用以基于在接收器已经缓存的数据量和实际网络传送率确定是否做出到不同质量流的切换。优选地，尽可能高地选择流的质量，只要网络传送率能够支持。
技术实现思路
本专利技术的实施方式的目的是提供一种通过网络流化视频序列的改善方法。尤其是其中视频序列以很多不同质量级别编码，且本专利技术的实施方式的目的是提供一种在确保视频序列的及时传送的同时，判断何时可以做出到特定质量级别的视频序列的切换的改善方法。根据本专利技术的一个方面，提供一种在网络中通过传输链路从服务器向接收器发送媒体序列的方法，所述方法包括以下步骤:(a)以第一和第二质量级别编码媒体序列以生成相应的第一编码序列和第二编码序列，其中，所述第一质量级别低于所述第二质量级别；(b)将所述第一编码序列传送到所述接收器；(C)在确保所述媒体序列的及时传送的同时，确定在所述第一编码序列中的如下的时间位置，即，在该时间位置，从所述第一编码序列的传输切换到所述第二编码序列；其中，所述时间位置取决于当在所述第二编码序列和所述第一编码序列之间的累积比特数的差异大于在所述传输链路上的预测的吞吐量乘以在第一预载和第二预载中的差异时的位置，其中，所述第一预载是从当前时间位置开始算起的为了以所述预测的吞吐量传送所述第二编码序列所需的在所述接收器缓存的数据的播放完持续时间，并且所述第二预载是在所述接收器当前缓存的数据的播放完持续时间。优选地，如果存在多个位置，则时间位置被确定为这些位置中的第一个。该方法可以进一步包括以下步骤:(d)当所述第一编码序列的传输达到确定的时间位置时，从所述第一编码序列切换到所述第二编码序列。媒体序列优选地是视频序列。质量级别可以针对每个编码序列是固定的。在优选实施方式中，质量级别是感知质量级别。优选地，接收器执行确定步骤。时间位置优选地是画面组的位置。向下和向上预测的吞吐量值用于确定相应的稍后和稍早的时间位置，并且基于所述稍早和稍后的时间位置来判定从所述第一编码序列到所述第二编码序列的切换。所述预测的吞吐量可以是基于在所述传输链路上的过往的吞吐量的。根据本专利技术的第二方面，提供一种在网络中通过传输链路流化从服务器到接收器的媒体序列的方法，所述方法包括以下步骤:(a)接收第一编码序列，所述第一编码序列代表以第一质量级别编码的媒体序列；(b)在确保所述序列的及时传送的同时，确定在所述第一编码序列中的如下的时间位置，即，在该时间位置，从所述第一编码序列的传输切换到第二编码序列，其中，所述第二编码序列代表以第二质量级别编码的所述媒体序列，所述第一质量级别低于所述第二质量级别；并且其中，所述时间位置取决于当在所述第二编码序列和所述第一编码序列之间的累积比特数的差异大于在所述传输链路上的预测的吞吐量乘以在第一预载和第二预载中的差异时的位置，其中，所述第一预载是从当前时间位置开始算起的为了以所述预测的吞吐量传送所述第二编码序列所需的在所述接收器缓存的数据的播放完持续时间，并且所述第二预载是在所述接收器当前缓存的数据的播放完持续时间。附图说明为了更好地理解本专利技术，仅通过举例的方式参考附图，附图中:图1示出能够自适应视频传送的视频服务器；图2示出能够接收自适应视频的接收器；图3是示出用于以可变码率编码的视频序列的累积比特曲线以及其分段恒定单调递减传送调度(被称为“下楼传送调度(downstairs delivery schedule)”)的图示；图4是示出各种质量级别的视频内容的编码以及与这些比特流中的每一个相关的参数的预计算的流程图；图5是示出针对给定传送率如何可以计算预载时间的图示；图6是示出与比特流相关的预计算的数据的示例的表格；图7是示出接收器如何可以请求和接收视频流(包括预计算的数据)的流程图；图8是示出接收器如何可以使用预计算的数据以确定每个视频质量流所需的最小传送率的流程图；图9是示出当在客户端已经缓存给定数据量时所需的传送率可以从与较小和较大传送率相关的两组预计算的数据估算的图示；图10是示出用于以两个不同质量级别编码的视频序列的累积比特曲线、用于较低质量流的所需传送调度以及实际传送调度；图11扩展了图10，添加了通过最初传送使用较低质量编码的视频序列且然后切换到使用较高质量编码的视频流形成的组合视频序列的累积比特曲线；图12是总结如接收器那样执行的用于预测切换时间的方法的流程图；图13示出可以从传送一个质量的视频切换到传送较高视频质量的未来时间如何随着未来网络吞吐量变化，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.09.02 EP 10251540.01.一种在网络中通过传输链路从服务器向接收器发送媒体序列的方法，所述方法包括以下步骤: Ca)以第一质量级别和第二质量级别编码媒体序列以生成相应的第一编码序列和第二编码序列，其中，所述第一质量级别低于所述第二质量级别； (b)将所述第一编码序列传送到所述接收器； (c)在确保所述媒体序列的及时传送的同时，确定在所述第一编码序列中的如下的时间位置，即，在该时间位置，从所述第一编码序列的传输切换到所述第二编码序列； 其中，所述时间位置取决于当在所述第二编码序列和所述第一编码序列之间的累积比特数的差异大于在所述传输链路上的预测的吞吐量乘以在第一预载和第二预载中的差异时的位置，其中，所述第一预载是从当前时间位置开始算起的为了以所述预测的吞吐量传送所述第二编码序列所需的在所述接收器缓存的数据的播放完持续时间，并且所述第二预载是在所述接收器当前 缓存的数据的播放完持续时间。2.根据权利要求1所述的方法，其中，如果存在多个位置，则所述时间位置被确定为这些位置中的第一个。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述方法进一步包括以下步骤: Cd)当所述第一编码序列的传输达到确定的时间位置时，从所述第一编码序列切换到所述第二编码序列。4.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，所述媒体序列是视频序列。5.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，所述质量级别可以针对每个编码序...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔·埃尔林·尼尔森，罗里·斯图尔特·特恩布尔，伊恩·巴里·克拉布特里，斯蒂芬·克利福德·阿普尔比，
申请(专利权)人：英国电讯有限公司，
类型：
国别省市：