CN101945261B - 移动多媒体广播系统中分级传送、接收方法与装置 - Google Patents

移动多媒体广播系统中分级传送、接收方法与装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种移动多媒体广播系统中分级传送方法，包括：将视频业务中的视频流依次分为基本层码流和至少一个增强层码流，并按其所属的层分别封装于广播信道帧中的不同复用子帧中，同时将视频流各层码流所在的复用子帧的位置信息发送至接收端。本发明同时公开了一种移动多媒体广播系统中分级接收方法，包括：接收终端监听广播信道帧中各层码流所在的复用子帧的位置信息，并接收基本层码流，或接收基本层码流及对应的增强层码流，对基本层码流、或基本层码流及对应的增强层码流进行解码，输出基本层码流的视频数据、或基本层码流与增强层码流合并后的视频数据。本发明同时公开了一种实现前述方法的装置。本发明实现简单且实用。

Description

移动多媒体广播系统中分级传送、接收方法与装置
技术领域
本发明涉及移动多媒体广播系统中传输技术，尤其涉及一种中国移动多媒体广播系统(CMMB，China Mobile Multimedia Broadcasting)中视频流的分级传送、接收方法与装置。
背景技术
随着技术发展，多媒体广播技术特别是移动多媒体广播技术得到了迅速发展，目前广泛使用的标准包括：数字视频广播-手持(DVB-H，Digital VideoBroadcast-Handhold)、数字多媒体广播-地面(T-DMB，Terrestrial DigitalMultimedia Broadcasting)、CMMB等。
DVB-H中采取了分级调制来构建网络，允许系统中两个独立的复用层共享同一信道。已经有人提出利用分级调制以两个不同码率发送同一视频内容，以便于具有不同能力和接收环境的终端自适应选择使用，最大限度地提高用户的体验质量。这种方法的缺陷是两个复用内容存在一定的冗余，信道带宽浪费较大。
其后有人在上述方法基础上进行改进，针对分级调制采用视频分级编码方式传送同一视频内容的两个层次信息，基本层码流可以单独解码，增强层码流包含用于提高低层码流质量的附加信息。视频分级编码器可以对视频内容源进行编码，产生L+1层码流。其中包括一路可独立解码的基本层码流，另外还包括L路增强层码流，增强层码流中含有用于提高基本层码流质量的附加信息，需要与基本层一起解码，提高视频质量。所有层的码流会聚起来提供最高的视频质量。目前主要的视频分级编码方式是可伸缩视频编码(SVC，Scalable VideoCoding)。
CMMB标准中规定了在广播业务频率范围内，移动多媒体广播系统广播信道传输信号的帧结构、信道编码和调制方式。CMMB标准《移动多媒体广播第2部分：复用》中规定，采用复用子帧来封装视频、音频等流媒体数据传送。图1为CMMB信道帧的组成结构示意图，如图1所示，一个CMMB信道帧分为40个时隙，每个时隙为25ms，一个复用帧可以任意占用一个或多个时隙，复用帧由复用帧标识MF_ID进行标识，MF_ID等于0时代表控制信道复用帧，不等于0的为普通复用帧。时隙0传输复用帧的控制信息，也即控制信息复用帧，控制信息复用帧由帧头和控制信息表组成。一个复用帧由复用帧头、复用帧净荷和填充组成，各种业务数据均在复用净荷中承载。复用帧净荷又分为多个复用子帧，每个复用子帧用于传输一个业务。每个复用子帧由复用子帧头和载荷组成，载荷又由段组成，段分为音频段、视频段和数据段，分别承载业务的视频数据、音频数据和其他数据。
但CMMB系统并不支持分级调制，如何在CMMB系统中支持分级编码视频业务目前并没有解决方案。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种移动多媒体广播系统中分级传送、接收方法与装置，能在CMMB系统中对视频业务进行分级传送，从而能满足用户终端的多级别业务需求。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种移动多媒体广播系统中分级传送方法，包括：
将视频业务中的视频流依次分为基本层码流和至少一个增强层码流，并将所述基本层码流和至少一个增强层码流按其所属的层分别封装于广播信道帧中的不同复用子帧中，同时将所述视频流各层码流所在的复用子帧的位置信息封装于所述广播信道帧中并发送至接收端。
优选地，所述各层码流所在的复用子帧间隔设定阈值的时刻。
优选地，所述各层码流所在的复用子帧所属的复用帧不同。
优选地，所述各层码流所在的复用子帧的帧号相同。
优选地，所述视频业务中的音频流及数据流承载于基本层码流所在的复用子帧中。
一种移动多媒体广播系统中分级接收方法，包括：
监听广播信道帧中视频业务中视频流的各层码流所在的复用子帧的位置信息，接收终端根据自身的视频流处理能力接收基本层码流，或接收基本层码流及对应的增强层码流，对基本层码流、或基本层码流及对应的增强层码流进行解码，输出基本层码流的视频数据、或基本层码流与增强层码流合并后的视频数据。
优选地，所述还包括：
对基本层码流解码时，一并对视频业务中的音频流及数据流进行解码。
一种移动多媒体广播系统中分级传送装置，包括：
分层单元，用于将视频业务中的视频流依次分为基本层码流和至少一个增强层码流；
第一封装单元，用于将所述基本层码流和至少一个增强层码流按其所属的层分别封装于广播信道帧中的不同复用子帧中；
位置信息生成单元，用于生成所述视频流各层码流所在的复用子帧的位置信息；
第二封装单元，用于将所述视频流各层码流所在的复用子帧的位置信息封装于所述广播信道帧中；以及
发送单元，用于将所述广播信道帧发送至接收端。
优选地，所述视频流各层码流所在的复用子帧间隔设定阈值的时刻。
优选地，所述视频流各层码流所在的复用子帧所属的复用帧不同。
优选地，所述视频流各层码流所在的复用子帧的帧号相同。
一种移动多媒体广播系统中分级接收装置，包括：
监听单元，用于监听广播信道帧中视频业务中视频流的各层码流所在的复用子帧的位置信息；
接收单元，用于根据接收终端自身的视频流处理能力接收基本层码流，或接收所述基本层码流及对应的增强层码流；
解码单元，用于对所述基本层码流、或所述基本层码流及对应的增强层码流进行解码；以及
输出单元，用于输出所述基本层码流的视频数据、或所述基本层码流与增强层码流合并后的视频数据。
本发明中，对视频业务中的视频流进行分级编码，将各分级视频流分别封装到CMMB广播信道帧的不同复用子帧中，在发送视频流数据时，将各分级视频流在CMMB广播信道帧承载的复用子帧中的位置信息一并发送至接收端，接收端通过监听CMMB广播信道帧中承载各分级视频流的复用子帧的位置信息，以及该接收终端所支持的视频流解码能力，确定仅接收基本层码流或接收基本层码流及其对应的增强层码流，将所接收的基本层码流或基本层码流及其对应的增强层码流进行解码，输出给用户。本发明发送分级视频流数据不需要独立信道，各级视频流数据可共用相同的信道层和调制层，使CMMB系统能自动后向兼容不支持分级解码的接收终端，接收终端可根据自身条件选择接收基本层数据或基本层数据及其对应的增强层数据。
附图说明
图1为CMMB信道帧的组成结构示意图；
图2为本发明移动多媒体广播系统中分级传送方法的流程图；
图3为本发明广播信道帧的组成结构示意图；
图4为本发明移动多媒体广播系统中分级接收方法的流程图；
图5为本发明移动多媒体广播系统中分级传送装置的组成结构示意图；
图6为本发明移动多媒体广播系统中分级接收装置的组成结构示意图。
具体实施方式
本发明的基本思想是：对视频业务中的视频流进行分级编码，将各分级视频流分别封装到CMMB广播信道帧的不同复用子帧中，在发送视频流数据时，将各分级视频流在CMMB广播信道帧承载的复用子帧中的位置信息一并发送至接收端，接收端通过监听CMMB广播信道帧中承载各分级视频流的复用子帧的位置信息，以及该接收终端所支持的视频流解码能力，确定仅接收基本层码流或接收基本层码流及其对应的增强层码流，将所接收的基本层码流或基本层码流及其对应的增强层码流进行解码，输出给用户。本发明发送分级视频流数据不需要独立信道，各级视频流数据可共用相同的信道层和调制层，使CMMB系统能自动后向兼容不支持分级解码的接收终端，接收终端可根据自身条件选择接收基本层数据或基本层数据及其对应的增强层数据。本发明方案实现简单且实用。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下举实施例并参照附图，对本发明进一步详细说明。
图2为本发明移动多媒体广播系统中分级传送方法的流程图，如图2所示，本发明移动多媒体广播系统中分级传送方法包括以下步骤：
步骤201：将视频业务中的视频流依次分为基本层码流和至少一个增强层码流，并将所述基本层码流和至少一个增强层码流按其所属的层分别封装于广播信道帧中的不同复用子帧中，同时将所述视频流各层码流所在的复用子帧的位置信息封装于所述广播信道帧中。
对视频业务中的视频流采用前述的SVC方式进行编码，编码后生成一个基本层码流和一个以上的增强层码流，其中，基本层码流包括基本的视频数据流，以及视频业务中的音频及数据信息；该基本层码流针对的普通的接收终端，接收终端通过解码基本层码流能获得基本的视频业务，但所获得的基本视频业务的画面质量一般。而增强层码流则是对视频业务中的视频画面的优化，其需要在基本层码流解码数据的基础上才能实现优化，对于支持高级视频处理的接收终端而言，除了接收基本层码流数据外，同时接收相应的增强层码流，分别解码基本层码流及其对应的增强层码流，将会获得非常好的视频画面，从而体现出视频服务的优质化。
对于基本层码流和增强层码流，CMMB系统将各层码流数据作为不同的业务，基本层码流、增强层码流按其所属的层的不同而承载于广播信道帧中不同的复用子帧中。为保证视频流接收的可靠性，承载各层码流的复用子帧最好有一定的时间间隔，以使CMMB系统支持多广播业务。各层码流的复用子帧最好位于不同的复用帧中，为使各层码流所在的复用子帧的位置信息较简单的描述，各层码流最好位于各复用帧中编号相同的复用子帧中。一般而言，视频流所分的层并不会特别多，一般为二到三层，也即是说，一个基本层码流对应的增强层码流一般为一个到两个，因此，分级视频流并不会大量占用CMMB信道广播帧的资源。以下通过一示例进一步描述本发明技术方案的实质。
设视频业务S为包含一路视频数据加一路伴音的电视业务，视频业务S的视频编码采取SVC进行，编码后生成一路基本层视频码流和一路增强层视频码流。图3为本发明广播信道帧的组成结构示意图，如图3所示，某频点F上有40个时隙，其中时隙0(复用帧0)用于传送控制信息，时隙1至时隙39用于传送业务信息。复用器将视频业务S的视频基本层码流、音频以及数据信息配置为复用帧1中，占用时隙1至时隙4，复用子帧号为1。视频业务S的视频增强层码流配置为复用帧2，占用时隙5至时隙6，复用子帧号为1。复用帧1和复用帧2中不再传输其他业务。在业务的控制信息和电子业务指南(ESG，Electronic Service Guide)信息中添加承载各层(基本层码流及其对应的各增强层码流)码流的复用帧位置的描述信息，该描述信息标明视频业务S包含两个复用子帧：复用帧1的复用子帧1为业务基本层码流数据，复用帧2的复用子帧1为增强层码流数据。
复用器获取视频业务S的基本层码流V1，封装到复用帧1的复用子帧1中，获取视频业务S的增强层码流V2，封装到复用帧2的复用子帧1中。复用器获取视频业务S的音频码流及数据段信息，添加到复用帧1的复用子帧1中，即与基本层码流一起承载于同一个复用子帧中。承载各层码流的复用帧位置的描述信息，承载于广播信道帧中的复用帧0中，以指示接收终端各层码流的复用帧位置，以方便其接收视频业务S。
步骤202：传送所述广播信道帧。
复用器输出承载各级码流的复用帧，经调制和发射形成广播信号。仍以前述示例进行说明：复用器输出完整的复用帧1和复用帧2，经调制和发射形成广播。
图4为本发明移动多媒体广播系统中分级接收方法的流程图，如图4所示，本发明移动多媒体广播系统中分级接收方法包括以下步骤：
步骤401：接收终端监听广播信道帧中视频业务中视频流的各层码流所在的复用子帧的位置信息，并根据自身的视频流处理能力接收基本层码流，或接收基本层码流及对应的增强层码流。
接收终端监听广播信道帧中的复用帧0，接收控制信息及ESG信息，以正确接收多媒体广播业务，同时监听到的，还包括分级视频业务中各层码流所在的复用子帧的位置信息，接收终端根据自身的处理能力，判决仅接收基本层码流所在的复用子帧，还是接收基本层码流及其对应的增强层码流，需要注意的是，接收终端所接收增强层码流也是根据处理能力来决定的，处理能力强的接收终端，能处理系统所传送的所有增强层码流，而接收终端能力稍差的仅能接收该接收终端能力对应的增强层码流，当然，接收终端所能获得的视频业务的画面质量也不相同，处理能力强的接收终端所获得的视频业务的画面相对较好，或者，能满足相应的视频业务功能，如支持立体播放效果等。基本的接收终端仅能接收基本层的码流，并输出基本的视频画面。
步骤402：对基本层码流、或基本层码流及对应的增强层码流进行解码，输出基本层码流的视频数据、或基本层码流与增强层码流合并后的视频数据。
接收终端对所接收到的基本层码流、或基本层码流及对应的增强层码流进行解码，输出基本层码流所对应的视频业务，而对于接收到增强层码流的接收终端，将所接收到的基本层码流及其增强层码流分别进行解码，并将基本层码流及其增强层码流中的视频流数据进行合并，输出画面质量更佳或支持相应功能(如立体播放功能)的视频业务。
图5为本发明移动多媒体广播系统中分级传送装置的组成结构示意图，如图5所示，本发明移动多媒体广播系统中分级传送装置包括分层单元50、第一封装单元51、位置信息生成单元52、第二封装单元53和发送单元54，其中，分层单元50用于将视频业务中的视频流依次分为基本层码流和至少一个增强层码流；分层单元50可通过SVC编码器而实现。第一封装单元51用于将所述基本层码流和至少一个增强层码流按其所属的层分别封装于广播信道帧中的不同复用子帧中；位置信息生成单元52用于生成所述视频流各层码流所在的复用子帧的位置信息；第二封装单元53用于将所述视频流各层码流所在的复用子帧的位置信息封装于所述广播信道帧中；发送单元54用于将所述广播信道帧发送至接收端。基本层码流、增强层码流按其所属的层的不同而承载于广播信道帧中不同的复用子帧中。为保证视频流接收的可靠性，承载各层码流的复用子帧最好有一定的时间间隔，以使CMMB系统支持多广播业务。各层码流的复用子帧最好位于不同的复用帧中，为使各层码流所在的复用子帧的位置信息较简单的描述，各层码流最好位于各复用帧中编号相同的复用子帧中。
图5所示的移动多媒体广播系统中分级传送装置适用于CMMB系统侧。
本领域技术人员应当理解，图5所示的移动多媒体广播系统中分级传送装置中的各处理单元的实现功能可参照前述图2中的相关描述而理解。图5所示的移动多媒体广播系统中分级传送装置中各单元的功能可通过运行于处理器上的程序而实现，也可通过具体的逻辑电路而实现。
图6为本发明移动多媒体广播系统中分级接收装置的组成结构示意图，如图6所示，本发明移动多媒体广播系统中分级接收装置包括监听单元60、接收单元61、解码单元62和输出单元63，其中，监听单元60用于监听广播信道帧中视频业务中视频流的各层码流所在的复用子帧的位置信息；接收单元61用于根据接收终端自身的视频流处理能力接收基本层码流，或接收所述基本层码流及对应的增强层码流；解码单元62用于对所述基本层码流、或所述基本层码流及对应的增强层码流进行解码；输出单元63用于输出所述基本层码流的视频数据、或所述基本层码流与增强层码流合并后的视频数据。
图6所示的移动多媒体广播系统中分级接收装置适用于接收终端侧。
本领域技术人员应当理解，图6所示的移动多媒体广播系统中分级接收装置中的各处理单元的实现功能可参照前述图4中的相关描述而理解。图6所示的移动多媒体广播系统中分级接收装置中各单元的功能可通过运行于处理器上的程序而实现，也可通过具体的逻辑电路而实现。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种移动多媒体广播系统中分级传送方法，其特征在于，包括：
将视频业务中的视频流依次分为基本层码流和至少一个增强层码流，并将所述基本层码流和至少一个增强层码流按其所属的层分别封装于广播信道帧中的不同复用子帧中，同时将所述视频流各层码流所在的复用子帧的位置信息封装于所述广播信道帧中并发送至接收端；其中，所述各层码流所在的复用子帧间隔设定阈值的时刻；所述各层码流所在的复用子帧的帧号相同。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述各层码流所在的复用子帧所属的复用帧不同。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述视频业务中的音频流及数据流承载于基本层码流所在的复用子帧中。
4.一种移动多媒体广播系统中分级传送装置，其特征在于，包括：
分层单元，用于将视频业务中的视频流依次分为基本层码流和至少一个增强层码流；
第一封装单元，用于将所述基本层码流和至少一个增强层码流按其所属的层分别封装于广播信道帧中的不同复用子帧中；
位置信息生成单元，用于生成所述视频流各层码流所在的复用子帧的位置信息；
第二封装单元，用于将所述视频流各层码流所在的复用子帧的位置信息封装于所述广播信道帧中；以及
发送单元，用于将所述广播信道帧发送至接收端；其中，所述视频流各层码流所在的复用子帧间隔设定阈值的时刻；所述视频流各层码流所在的复用子帧的帧号相同。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述视频流各层码流所在的复用子帧所属的复用帧不同。
6.一种移动多媒体广播系统中分级接收装置，其特征在于，包括：
监听单元，用于监听广播信道帧中视频业务中视频流的各层码流所在的复用子帧的位置信息；
接收单元，用于根据接收终端自身的视频流处理能力接收基本层码流，或接收所述基本层码流及对应的增强层码流；
解码单元，用于对所述基本层码流、或所述基本层码流及对应的增强层码流进行解码；以及
输出单元，用于输出所述基本层码流的视频数据、或所述基本层码流与增强层码流合并后的视频数据；其中，所述视频流各层码流所在的复用子帧间隔设定阈值的时刻；所述视频流各层码流所在的复用子帧的帧号相同。
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