專(zhuān)利名稱(chēng)：一種視頻數(shù)據(jù)自適應(yīng)的分割方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于移動(dòng)多媒體廣播或手機(jī)電視技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及到一種視頻數(shù)據(jù)分割方法。
背景技術(shù)：
移動(dòng)多媒體廣播是近年來(lái)興起的一種多媒體播放技術(shù)。用戶通過(guò)手持的終端，在高速移動(dòng)的情況下，可以觀看電視。終端通過(guò)無(wú)線協(xié)議，接收到節(jié)目單，可以選擇自己有權(quán)利收看的頻道，從而可以接收選擇頻道的多媒體數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)在移動(dòng)終端上看電視。
系統(tǒng)發(fā)射的空中數(shù)據(jù)，被分成不同的頻道，每個(gè)頻道的數(shù)據(jù)包括視頻、音頻和輔助數(shù)據(jù)三種類(lèi)型，終端可以接收相關(guān)的數(shù)據(jù)，通過(guò)終端上的播放器，實(shí)現(xiàn)電視的正常播放。
傳送時(shí)，視頻數(shù)據(jù)被切割成一些小的數(shù)據(jù)塊。為了增強(qiáng)視頻數(shù)據(jù)的抗誤碼能力，需要規(guī)定視頻數(shù)據(jù)的切割方法，以保證終端解碼時(shí)能更方便地實(shí)現(xiàn)錯(cuò)誤恢復(fù)與掩蓋。
而現(xiàn)有視頻數(shù)據(jù)信道封裝方法，往往只考慮物理信道的特點(diǎn)，按照數(shù)據(jù)包的容量硬性、機(jī)械切割視頻碼流，沒(méi)有考慮視頻內(nèi)容相關(guān)性?，F(xiàn)有的切割方法往往不精確到宏塊，一般的做法是如果1個(gè)圖像幀太大，就硬性切割成固定大小，IP網(wǎng)絡(luò)的IP包最大一般只有求1500字節(jié)，就會(huì)采用硬切割的方法，每個(gè)包固定大小1500字節(jié)，如果是在TS包中，也是采用固定大小的切割方法，以能放在固定大小的TS包中，而不是整數(shù)個(gè)宏塊來(lái)進(jìn)行切割。這樣在信道出現(xiàn)異常時(shí)，鑒于信源壓縮的空域、時(shí)域相關(guān)性，錯(cuò)誤會(huì)在空間擴(kuò)展，不利于圖像隱蔽，甚至放大瑕疵。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種多媒體廣播系統(tǒng)中視頻數(shù)據(jù)的切割方法，提高視頻數(shù)據(jù)抗誤碼的能力。
一種視頻數(shù)據(jù)的自適應(yīng)分割方法，編碼器接收到頻道數(shù)據(jù)，對(duì)M個(gè)視頻幀進(jìn)行切割時(shí)，對(duì)每個(gè)視頻幀分別進(jìn)行分割，得到一個(gè)或多個(gè)視頻單元，每個(gè)視頻單元包括整數(shù)個(gè)宏塊，然后用視頻單元填充物理層數(shù)據(jù)塊，保證每個(gè)物理層數(shù)據(jù)塊中包括整數(shù)個(gè)視頻單元。
所述物理層數(shù)據(jù)塊的大小根據(jù)物理層調(diào)制方式設(shè)置。
所述物理層數(shù)據(jù)塊由視頻單元填充至其剩余空間小于給定閾值V。
所述剩余空間用0x00填充。
所述閾值V的大小是由編碼器的編碼模塊決定的，編碼模塊在編碼的時(shí)候，如果不能利用剩下的空間，就對(duì)剩余空間進(jìn)行填充。
所述視頻幀的分割進(jìn)一步包含如下步驟(b1)編碼器開(kāi)始對(duì)視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行切割時(shí)，先計(jì)算在本次要發(fā)送的頻道數(shù)據(jù)中，第一個(gè)視頻單元前的所有信息的長(zhǎng)度H，包括包頭、視頻段頭的長(zhǎng)度，如果前邊封裝了其他頻道的數(shù)據(jù)，也一起計(jì)算在內(nèi)，H除以物理層數(shù)據(jù)塊的長(zhǎng)度W，其余數(shù)為當(dāng)前物理層數(shù)據(jù)塊內(nèi)已使用的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度H0；(b2)計(jì)算當(dāng)前物理層數(shù)據(jù)塊內(nèi)可使用的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度L1＝W-H0，判斷W-H0是否大于等于給定的閾值V，如果是，執(zhí)行步驟(b3)，否則，令H0＝0，L1＝W，執(zhí)行步驟(b3)；(b3)判斷前圖像幀剩余的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度L是否大于等于L1，如果是，執(zhí)行步驟(b4)，否則執(zhí)行步驟(b5)；(b4)令當(dāng)前要分割的視頻單元長(zhǎng)度L2＝L1，H0＝0，L＝L-L1，執(zhí)行步驟(b6)；(b5)令當(dāng)前要分割的視頻單元長(zhǎng)度L2＝L，H0＝H0+L，L＝下一個(gè)視頻幀的長(zhǎng)度，執(zhí)行步驟(b6)；(b6)從視頻幀中切割出長(zhǎng)度為L(zhǎng)2的視頻數(shù)據(jù)塊；
(b7)判斷是否L＝0，如果是，則循環(huán)結(jié)束，否則，返回步驟(b2)執(zhí)行。
本發(fā)明的方法通過(guò)自適應(yīng)切割視頻數(shù)據(jù)單元，充分利用信源的數(shù)據(jù)分割方法，與物理信道特性相結(jié)合，盡量滿足一個(gè)條帶或一個(gè)分區(qū)充盈在一個(gè)物理數(shù)據(jù)包中，從而在信道出現(xiàn)異常時(shí)，將視頻錯(cuò)誤隔離在一個(gè)條帶或一個(gè)分區(qū)內(nèi)，有效避免圖像瑕疵的擴(kuò)展，提高圖像主觀質(zhì)量，而且視頻數(shù)據(jù)的抗誤碼能力得到顯著提高。


圖1是本發(fā)明媒體流在業(yè)務(wù)通道中傳送的示意圖；圖2是本發(fā)明視頻數(shù)據(jù)自適應(yīng)切割的示意圖；圖3是本發(fā)明編碼器切割視頻數(shù)據(jù)的流程圖。
具體實(shí)施例方式
圖1所示為媒體流在業(yè)務(wù)通道中傳遞的示意圖，其中，一個(gè)業(yè)務(wù)通道對(duì)應(yīng)一個(gè)頻道，一個(gè)頻道每隔一個(gè)固定時(shí)間間隔發(fā)送1次數(shù)據(jù)，該時(shí)間間隔可以是1秒鐘，也可以是其他時(shí)間值。
一個(gè)頻道的數(shù)據(jù)由包頭、視頻數(shù)據(jù)段、語(yǔ)音數(shù)據(jù)段和輔助數(shù)據(jù)段組成。包頭是必須提供的，其中主要是一些控制信息。視頻數(shù)據(jù)段、語(yǔ)音數(shù)據(jù)段和輔助數(shù)據(jù)段都是可以選擇出現(xiàn)的，可以出現(xiàn)其中的一個(gè)或多個(gè)，這3個(gè)數(shù)據(jù)段是否出現(xiàn)可以從包頭的控制字段中判斷出來(lái)。
視頻數(shù)據(jù)段是由視頻段頭、N個(gè)視頻數(shù)據(jù)單元組成，N可以變化，根據(jù)實(shí)際需要決定N的具體值。視頻段頭包括每個(gè)視頻數(shù)據(jù)單元的長(zhǎng)度、播放時(shí)間、屬性字段等。
圖2是本發(fā)明視頻數(shù)據(jù)自適應(yīng)切割的示意圖，1秒鐘的視頻數(shù)據(jù)包含M個(gè)視頻幀，其原則是(1)每一個(gè)視頻幀可以切割成1個(gè)或多個(gè)視頻單元；
(2)一個(gè)視頻單元不能包括2個(gè)幀的數(shù)據(jù)。
即以條帶為視頻數(shù)據(jù)封裝的基本單位，不跨越圖像幀，一個(gè)視頻單元放一個(gè)條帶。所謂條帶就是多個(gè)宏塊的集合，也就是1個(gè)視頻單元的數(shù)據(jù)凈荷。
物理層傳送的數(shù)據(jù)是由多個(gè)物理層數(shù)據(jù)塊組成的，每個(gè)物理層數(shù)據(jù)塊的大小固定為W，每一塊具有相同的誤碼率。視頻單元切割后能自動(dòng)適應(yīng)地放在各個(gè)物理層數(shù)據(jù)塊中，其原則是(1)一個(gè)物理層數(shù)據(jù)塊可以包括1個(gè)或多個(gè)視頻單元；(2)一個(gè)視頻單元不能在2個(gè)物理層數(shù)據(jù)塊中傳送；(3)一個(gè)視頻單元至少包括1個(gè)宏塊，如果1個(gè)物理層數(shù)據(jù)塊剩余的空間不足夠放入1個(gè)宏塊，則不放入視頻單元，而填充0x00；(4)物理層數(shù)據(jù)塊的大小W根據(jù)物理信道的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，對(duì)于同一種調(diào)制方式，W是固定大小。
宏塊是指16×16的圖像塊，1個(gè)宏塊的大小是可變的，對(duì)于300KBit/s速率的圖像，一個(gè)宏塊的平均大小是5個(gè)字節(jié)。填充的大小是由編碼器的編碼模塊決定的，編碼模塊在編碼的時(shí)候，如果不能利用剩下的空間，就對(duì)剩余空間進(jìn)行填充。
W的參考值是576字節(jié)或864字節(jié)，根據(jù)物理信道的調(diào)制方式?jīng)Q定。
圖3是本發(fā)明編碼器切割視頻數(shù)據(jù)的流程圖，圖中參數(shù)的含義是H0是當(dāng)前物理層數(shù)據(jù)塊內(nèi)已經(jīng)被使用的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度；L2是當(dāng)前要分割的視頻單元的長(zhǎng)度；L是當(dāng)前視頻幀剩余的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度；L1是物理層數(shù)據(jù)塊剩余的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，也就是當(dāng)前物理層數(shù)據(jù)塊可使用的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度；V是最小視頻單元長(zhǎng)度的閾值，由編碼器的編碼模塊決定，可取5字節(jié)，；W是每個(gè)物理層數(shù)據(jù)塊的長(zhǎng)度。
該流程包含如下步驟1)編碼器開(kāi)始對(duì)視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行切割時(shí)，先計(jì)算在本次要發(fā)送的頻道數(shù)據(jù)中，第一個(gè)視頻單元前的所有信息的長(zhǎng)度H，包括包頭、視頻段頭的長(zhǎng)度，如果前邊封裝了其他頻道的數(shù)據(jù)，也一起計(jì)算在內(nèi)，H0為H除以W的余數(shù)，此時(shí)L等于第一個(gè)視頻幀長(zhǎng)度；2)計(jì)算當(dāng)前物理層數(shù)據(jù)塊內(nèi)可使用的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度L1＝W-H0，判斷W-H0是否大于等于閾值V，如果是，執(zhí)行步驟3)，否則，H0＝0，L1＝W，執(zhí)行步驟3)；由于宏塊是視頻數(shù)據(jù)的最小單位，每個(gè)宏塊的長(zhǎng)度大約是5個(gè)字節(jié)，如果剩余的空間小于V，則剩余的空間無(wú)法填充一個(gè)宏塊，則把剩余的空間給當(dāng)前的視頻單元，由當(dāng)前的視頻單元來(lái)填充0，不分配給下一個(gè)視頻單元。
3)判斷L＞L1是否成立，如果是，執(zhí)行步驟4)，否則執(zhí)行步驟5)；4)令當(dāng)前要分割的視頻單元長(zhǎng)度L2＝L1，H0＝0，L＝L-L1，執(zhí)行步驟6)；即當(dāng)前圖像幀剩余的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度L大于物理層數(shù)據(jù)塊剩余的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度L1，這種情況下當(dāng)前圖像幀沒(méi)有分割完成，下次循環(huán)繼續(xù)分割當(dāng)前幀。如圖2中的第一個(gè)幀的第一個(gè)視頻單元，在這種情況下，下次循環(huán)的H0值是0；5)令當(dāng)前要分割的視頻單元長(zhǎng)度L2＝L，H0＝H0+L，L＝下一個(gè)視頻幀的長(zhǎng)度，執(zhí)行步驟6)；即當(dāng)前圖像幀剩余的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度L小于物理層數(shù)據(jù)塊剩余的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度L1，如圖2中的第一個(gè)幀的最后一個(gè)視頻單元，這種情況下，當(dāng)前圖像幀已經(jīng)分割完成，下次循環(huán)將開(kāi)始分割下一個(gè)圖像幀。
6)從視頻幀中切割出長(zhǎng)度為L(zhǎng)2的視頻數(shù)據(jù)塊；7)判斷是否L＝0，如果是，表示沒(méi)有剩余的圖像數(shù)據(jù)了，則循環(huán)結(jié)束，否則，返回步驟2)執(zhí)行。
上述分割方式中，由于視頻數(shù)據(jù)的宏塊是最小單位，平均5字節(jié)大小。一個(gè)視頻單元不可能剛好填滿576字節(jié)的數(shù)據(jù)塊，每個(gè)576字節(jié)的數(shù)據(jù)塊都有一個(gè)填充，一般5個(gè)字節(jié)左右。
上述自適應(yīng)視頻數(shù)據(jù)切割方法的好處是由于物理層傳送時(shí)，1次傳送1個(gè)物理層數(shù)據(jù)塊，每個(gè)物理層數(shù)據(jù)塊的誤碼率是相等的，每個(gè)物理層數(shù)據(jù)塊之間的誤碼不相互影響，傳輸時(shí)，1次可能丟失1個(gè)物理層數(shù)據(jù)塊，這樣的切割方式中，物理層數(shù)據(jù)塊總是包括整數(shù)個(gè)宏塊，不同物理層數(shù)據(jù)塊之間的數(shù)據(jù)相互獨(dú)立，1個(gè)物理層數(shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù)丟失，不影響其他物理層數(shù)據(jù)塊的視頻數(shù)據(jù)的解碼，使得誤碼不會(huì)擴(kuò)散，解碼器能最大限度地實(shí)現(xiàn)糾錯(cuò)與誤碼掩蓋，能大大提高系統(tǒng)的抗誤碼能力。
本發(fā)明一實(shí)例如下，在本實(shí)例中，一個(gè)業(yè)務(wù)通道有256Kbit/s的速率。
這個(gè)頻道的總長(zhǎng)度是32K字節(jié)，其中包頭長(zhǎng)37字節(jié)；視頻數(shù)據(jù)段總長(zhǎng)度是26.8K字節(jié)；音頻數(shù)據(jù)段總長(zhǎng)度是4.1K字節(jié)；輔助數(shù)據(jù)段總長(zhǎng)度是1K字節(jié)。對(duì)于不足32K字節(jié)的部分，可以填充全0。
物理信道的每個(gè)數(shù)據(jù)塊的大小是576字節(jié)，視頻數(shù)據(jù)切割成多個(gè)視頻單元放在多個(gè)576字節(jié)的物理信道數(shù)據(jù)塊中，共55個(gè)視頻單元。
這樣一個(gè)電視頻道，可以提供212Kbit/s速率的視頻數(shù)據(jù)，32Kbit/s速率的音頻數(shù)據(jù)，和8Kbit/s速率的字幕數(shù)據(jù)，可以滿足QVGA分辨率、25幀的H264或AVS-M的視頻數(shù)據(jù)的傳輸。在給用戶提供相當(dāng)滿意質(zhì)量的移動(dòng)廣播電視節(jié)目的同時(shí)，可以為用戶提供字幕，由終端顯示在屏幕上。
權(quán)利要求
1.一種視頻數(shù)據(jù)的自適應(yīng)分割方法，編碼器接收到頻道數(shù)據(jù)，對(duì)M個(gè)視頻幀進(jìn)行切割時(shí)，對(duì)每個(gè)視頻幀分別進(jìn)行分割，得到一個(gè)或多個(gè)視頻單元，每個(gè)視頻單元包括整數(shù)個(gè)宏塊，然后用視頻單元填充物理層數(shù)據(jù)塊，保證每個(gè)物理層數(shù)據(jù)塊中包括整數(shù)個(gè)視頻單元。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述物理層數(shù)據(jù)塊的大小根據(jù)物理層調(diào)制方式設(shè)置。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述物理層數(shù)據(jù)塊由視頻單元填充至其剩余空間小于給定閾值V。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述剩余空間用0x00填充。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述閾值V的大小是由編碼器的編碼模塊決定的，編碼模塊在編碼的時(shí)候，如果不能利用剩下的空間，就對(duì)剩余空間進(jìn)行填充。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述視頻幀的分割進(jìn)一步包含如下步驟(b1)編碼器開(kāi)始對(duì)視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行切割時(shí)，先計(jì)算在本次要發(fā)送的頻道數(shù)據(jù)中，第一個(gè)視頻單元前的所有信息的長(zhǎng)度H，包括包頭、視頻段頭的長(zhǎng)度，如果前邊封裝了其他頻道的數(shù)據(jù)，也一起計(jì)算在內(nèi)，H除以物理層數(shù)據(jù)塊的長(zhǎng)度W，其余數(shù)為當(dāng)前物理層數(shù)據(jù)塊內(nèi)已使用的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度H0；(b2)計(jì)算當(dāng)前物理層數(shù)據(jù)塊內(nèi)可使用的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度L1＝W-H0，判斷W-H0是否大于等于給定的閾值V，如果是，執(zhí)行步驟(b3)，否則，令H0＝0，L1＝W，執(zhí)行步驟(b3)；(b3)判斷前圖像幀剩余的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度L是否大于等于L1，如果是，執(zhí)行步驟(b4)，否則執(zhí)行步驟(b5)；(b4)令當(dāng)前要分割的視頻單元長(zhǎng)度L2＝L1，H0＝0，L＝L-L1，執(zhí)行步驟(b6)；(b5)令當(dāng)前要分割的視頻單元長(zhǎng)度L2＝L，H0＝H0+L，L＝下一個(gè)視頻執(zhí)行步驟(b6)；(b6)從視頻幀中切割出長(zhǎng)度為L(zhǎng)2的視頻數(shù)據(jù)塊；(b7)判斷是否L＝0，如果是，則循環(huán)結(jié)束，否則，返回步驟(b2)執(zhí)行。
全文摘要
本發(fā)明提出一種視頻數(shù)據(jù)的自適應(yīng)分割方法，編碼器接收到頻道數(shù)據(jù)，對(duì)M個(gè)視頻幀進(jìn)行切割時(shí)，對(duì)每個(gè)視頻幀分別進(jìn)行分割，得到一個(gè)或多個(gè)視頻單元，每個(gè)視頻單元包括整數(shù)個(gè)宏塊，然后用視頻單元填充物理層數(shù)據(jù)塊，保證每個(gè)物理層數(shù)據(jù)塊中包括整數(shù)個(gè)視頻單元。本發(fā)明的方法通過(guò)自適應(yīng)切割視頻數(shù)據(jù)單元，充分利用信源的數(shù)據(jù)分割方法，與物理信道特性相結(jié)合，盡量滿足一個(gè)條帶或一個(gè)分區(qū)充盈在一個(gè)物理數(shù)據(jù)包中，從而在信道出現(xiàn)異常時(shí)，將視頻錯(cuò)誤隔離在一個(gè)條帶或一個(gè)分區(qū)內(nèi)，有效避免圖像瑕疵的擴(kuò)展，提高了圖像主觀質(zhì)量，而且視頻數(shù)據(jù)的抗誤碼能力得到顯著提高。
文檔編號(hào)H04N7/64GK1968410SQ20061014567
公開(kāi)日2007年5月23日 申請(qǐng)日期2006年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月23日
發(fā)明者王寧, 沈燦, 戴志軍, 晏祥彪 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司