[發(fā)明專利]圖像質(zhì)量自適應(yīng)的無線視頻分發(fā)方法與系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210273439.2
• 申請日: 2012-08-02
• 公開（公告）號: CN102843579A
• 公開（公告）日: 2012-12-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陸建華;徐邁;陶曉明
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: H04N21/2343
• 分類號: H04N21/2343;H04N21/238;H04N21/2383;H04N21/437
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 陳波

1.一種圖像質(zhì)量自適應(yīng)的無線視頻分發(fā)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括寬帶無線網(wǎng)絡(luò)、協(xié)同分發(fā)服務(wù)器、分發(fā)點(diǎn)和無線終端；

其中，所述寬帶無線網(wǎng)絡(luò)、協(xié)同分發(fā)服務(wù)器和分發(fā)點(diǎn)順次連接；

所述分發(fā)點(diǎn)與無線終端通過無線信號連接，用于接收各無線終端的業(yè)務(wù)請求，并將業(yè)務(wù)請求輸出至協(xié)同分發(fā)服務(wù)器；

所述協(xié)同分發(fā)服務(wù)器包括質(zhì)量自適應(yīng)視頻編碼單元、視頻業(yè)務(wù)接入點(diǎn)、延時(shí)容忍控制單元、視頻業(yè)務(wù)下發(fā)單元、視頻業(yè)務(wù)請求單元、動態(tài)資源分配單元和網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)反饋單元；所述質(zhì)量自適應(yīng)視頻編碼單元分別與所述視頻業(yè)務(wù)接入點(diǎn)、延時(shí)容忍控制單元和視頻業(yè)務(wù)下發(fā)單元連接，用于對圖像質(zhì)量自適應(yīng)無線信道與用戶需求的視頻編碼；所述視頻業(yè)務(wù)接入點(diǎn)分別與所述寬帶無線網(wǎng)絡(luò)、質(zhì)量自適應(yīng)視頻編碼單元、延時(shí)容忍控制單元和視頻業(yè)務(wù)請求單元和分發(fā)點(diǎn)連接，用于獲取寬帶無線網(wǎng)絡(luò)上的視頻數(shù)據(jù)和各無線終端視頻請求的信令文件包；所述延時(shí)容忍控制單元分別與所述質(zhì)量自適應(yīng)視頻編碼單元、視頻業(yè)務(wù)接入點(diǎn)、延時(shí)容忍控制單元、視頻業(yè)務(wù)下發(fā)單元、視頻業(yè)務(wù)請求單元和動態(tài)資源分配單元連接，用于獲取各無線終端的視頻業(yè)務(wù)請求的到達(dá)情況，進(jìn)行業(yè)務(wù)的廣播/單播傳輸模式的選擇；所述視頻業(yè)務(wù)下發(fā)單元分別與所述分發(fā)點(diǎn)、質(zhì)量自適應(yīng)視頻編碼單元和延時(shí)容忍控制單元連接，用于視頻的單播/多播傳輸；所述視頻業(yè)務(wù)請求單元分別與所述視頻業(yè)務(wù)接入點(diǎn)和延時(shí)容忍控制單元連接；所述動態(tài)資源分配單元分別與所述延時(shí)容忍控制單元和網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)反饋單元連接，用于對無線終端所請求的視頻業(yè)務(wù)的頻點(diǎn)、時(shí)隙和時(shí)長進(jìn)行動態(tài)分配，并將分配結(jié)果輸出至延時(shí)容忍控制單元；所述網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)反饋單與所述動態(tài)資源分配單元連接，用于監(jiān)控整個(gè)網(wǎng)絡(luò)時(shí)間、頻率和空間資源的利用情況。

2.一種圖像質(zhì)量自適應(yīng)的無線視頻分發(fā)方法包括以下步驟：

步驟1：在協(xié)同分發(fā)服務(wù)器控制下開啟圖像質(zhì)量自適應(yīng)無線信道及用戶需求的無線視頻分發(fā)服務(wù)；

步驟2：用戶根據(jù)自己的業(yè)務(wù)需求，發(fā)起視頻業(yè)務(wù)請求；

步驟3：分發(fā)點(diǎn)接收各無線終端的業(yè)務(wù)請求，并輸出至協(xié)同分發(fā)服務(wù)器；協(xié)同分發(fā)服務(wù)器解析各無線終端的業(yè)務(wù)請求，從寬帶無線網(wǎng)絡(luò)獲取無線終端所需視頻業(yè)務(wù)；

步驟4：協(xié)同分發(fā)服務(wù)器進(jìn)行圖像質(zhì)量自適應(yīng)的視頻編碼；

步驟5：協(xié)同分發(fā)服務(wù)器根據(jù)業(yè)務(wù)的時(shí)延特性，延時(shí)容忍控制單元判斷是否開啟延時(shí)容忍模式；若是，則在指定的延時(shí)容時(shí)限內(nèi)等待其他無線終端請求同一視頻業(yè)務(wù)；否，則執(zhí)行步驟6；

步驟6：視頻業(yè)務(wù)下發(fā)單元判斷是否需要以廣播模式分發(fā)數(shù)據(jù)；若是，則在指定的頻點(diǎn)、時(shí)隙和時(shí)長進(jìn)行視頻業(yè)務(wù)廣播；否，則在指定的頻點(diǎn)、時(shí)隙和時(shí)長向指定無線終端進(jìn)行視頻業(yè)務(wù)單播傳輸；

步驟7：結(jié)束視頻業(yè)務(wù)分發(fā)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種圖像質(zhì)量自適應(yīng)的無線視頻分發(fā)方法，其特征在于，所述圖像質(zhì)量自適應(yīng)的視頻編碼方法包括以下步驟：

步驟a：獲取原始輸入視頻；

步驟b：采用分層編碼，對于任意一個(gè)多媒體視頻/圖像編碼數(shù)據(jù)獲得k+1組不同重要性的分層數(shù)據(jù)w₀,w₁,…,w_k，其重要性依次序遞減；

步驟c：采用不同碼率的預(yù)編碼r₀,r₁,…,r_k對重要性不等的各層信息分別進(jìn)行保護(hù)，實(shí)現(xiàn)對分層數(shù)據(jù)的不等差錯(cuò)保護(hù)；其中，碼率r₀,r₁,…,r_k應(yīng)滿足r₀≤r₁≤…≤r_k，即碼率隨著重要性的減小而遞增，具體按照式（1）計(jì)算獲得：

maxri(1≤i≤k)AVG(r0,...,rk)=1NΣj=1NΣi=0kS(pj,ri)s.t.r0≤r1≤...≤rkϵ*(r0,...,rk,ϵ)ϵ0*---(1)]]>

其中，AVG代表平均碼率；N代表無線終端的個(gè)數(shù)；k代表重要性不等的信息的層數(shù)；函數(shù)S(p_j,r_i)表示預(yù)編碼碼率為r_i在丟包率為p_j下的恢復(fù)能力，恢復(fù)成功為1，失敗為0，且整個(gè)信道編碼冗余ε^*(r₀,…,r_k,ε)通過式（2）計(jì)算獲得；

ϵ*(r0,...,rk,ϵ)=(1+ϵ)Σi=0kwiri-Σi=0kwiΣi=0kwi---(2)]]>

步驟d：對預(yù)編碼后的數(shù)據(jù)進(jìn)行噴泉編碼；

步驟e：結(jié)束編碼。