CN101048965A - 分配多媒体内容的方法 - Google Patents

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CN101048965A CNA2005800367024A CN200580036702A CN101048965A CN 101048965 A CN101048965 A CN 101048965A CN A2005800367024 A CNA2005800367024 A CN A2005800367024A CN 200580036702 A CN200580036702 A CN 200580036702A CN 101048965 A CN101048965 A CN 101048965A
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Abstract

本发明涉及一种用来将多媒体内容通过网络分配到至少一个客户端设备的系统。所述系统包括：分片器(SLI)，用来将多媒体内容分成一组片断；编码器(ALC)，用来根据异步层编码技术对片断编码以便产生包括K个源符号和N－K个误差符号的N个编码的符号；内容服务器(SER)，用来根据客户端设备的请求存储和传输所述编码片断；客户端设备(CLD)包括用来接收所述编码片断的装置和用来只要已经接收了所述片断的K个编码符号就对编码片断解码的解码器(DEC)。

Description

分配多媒体内容的方法
技术领域
本发明涉及将多媒体内容分配给至少一个客户端设备的方法和系统。本发明还涉及具体设计来执行这种分配方法的处理设备和客户端设备。
本发明具有通过互联网将付款内容发送给客户端设备的应用程序，例如可以发送实时内容(实况事件、实况演出、广播TV节目等)。
背景技术
欧洲专利申请No.1187423描述了一种传输诸如音乐或视频等随时间变化的内容的点播(on-demand)信息。具体地，它描述了一种所谓的缓冲分配方法(buffering distribution method)，其包括将单个信息内容分成多个文件(也称之为片断)并从第一个文件开始一个文件一个文件地下载内容。所描述的这种缓冲分配方法具有在开始回放前缩短等待时间的优点(在部分N下载时播放部分N-1)。
但当片断以使用非可靠性协议的包的形式传输时，在包的传输中可能发生一些误差。
这个问题的第一种解决方式是例如在卫星广播网络中所使用的传统的数据回转(data carrousel)。由于这种数据回转，文件被循环播放并且一个包一个包地访问。但当文件包中断或丢失时，接收方必须等待直到该回转再次循环以得到该丢失的包，从而等待的时间就是文件的持续周期。
第二种解决方式是重新传输。在这种情况中，当包丢失时，接收方必须再次请求其被传输，如果没有返回信道(例如，纯广播)这是不可能的，并且由于发送方忙于为每个接收方发送所传输的包因此也不好衡量。当请求很多重新传输时也显著地增加了带宽的使用。
发明内容
本发明的目的是提出了一种用来将多媒体内容分配到至少一个客户端设备的方法和系统，其与现有技术相比能缩短等待时间。
为此，根据本发明的分配方法特征在于，包括步骤：
将多媒体内容分成一组片断；
根据异步层编码(asynchronous layer coding)技术对片断编码以便产生包括K个源符号和N-K个误差误差符号的N个编码的符号；
根据客户端设备的请求传输所述编码的片断；
在客户端设备上接收所述编码的片断；
只要已经接收了所述片断的K个编码的符号就在所述客户端设备上对编码的片断进行解码。
因此，这样的分配方法与随机损失一起工作且对到达顺序问题具有健壮性。接收方，即客户端设备，在播放多媒体内容之前，只需等待直到接收K个符号(加上对它们解码花费的时间)，而不论这些符号是什么。这点相比于现有技术是很有益处的。
受益地，该多媒体内容是在压缩格式下的。根据本发明的实施例，多媒体内容以比特率R压缩，并且其中所述编码的片断以比特率N/K*R传输。接着，由于传输比特率考虑到由异步层编码步骤所产生的N-K个额外的误差误差符号，因此可以进行实时分配。
受益地，分段步骤适用于将压缩的多媒体内容分成一组单独解压的片断。因此，没有必要连接解码的片断来解压并播放多媒体内容。
根据本发明的另一实施例，编码的片断通过不同的信道而传输并且该分配方法还包括在客户端设备上缓冲解码的片断的步骤。接着，由于依靠可以得到的带宽，可以通过不同信道传输每个片断并在等于片断的传输周期的最大等待时间后接收这些所有的片断，从而可以进行多媒体内容的快速分配。换句话说，接收方得到的信道越多，原始的多媒体内容就以越高的带宽成本重建的越快。
本发明还涉及具体设计来执行这样的分配方法的通过包括处理设备和客户端设备的网络将多媒体内容分配给至少一个客户端设备的系统。
本发明的这些以及其他方面将参考以下描述的实施例而变得明显并得以阐明。
附图说明
现将参考附图通过实例的方式更详细地描述本发明，其中
图1是根据本发明的用来将多媒体内容通过网络分配到至少一个客户端设备的系统的结构图，和
图2显示了将多媒体内容分解成片断和符号。
具体实施方式
参考图1，描述用于将多媒体内容分配到至少一个客户端设备的系统。
多媒体内容可以是任意被传输的多媒体内容，并由包括接收方CLD的多个接收方所接收。多媒体内容可以是，例如电视节目、预先记录的事件/节目、实况事件等。在以下的实例中，多媒体内容在压缩格式下。但对本领域技术人员来说是显而易见的，所述多媒体内容并不需要为本发明的分配系统的适当操作被压缩。
这样的分配系统包括：
用来压缩多媒体内容MC的数据压缩器COMP；
用来将压缩的多媒体内容分成一组片断的分片器(slicer)SLI；
用来根据异步层编码技术对片断编码以便产生包括K个源符号和N-K个误差符号的N个编码的符号的编码器ALC；
用来存储与多媒体内容关联的编码的片段组的存储单元STO；
用来从存储单元接收编码的片段组并根据请求将所述编码的片段组传输到客户端设备的内容服务器SER；
客户端设备LCD包括：
用来接收编码的片断的通信单元(未示出)；
用来只要接收到所述片断的K个编码的符号就对片断解码的解码器DEC，该接收到的符号是源符号或校正符号；
用来对解码的片断解压的数据解压器UNC；
用来根据显示顺序播放解压的多媒体内容的播放器DIS。
数据压缩器用来对接收到的多媒体内容压缩。例如，数据压缩器与MPEG标准或H.263中的一个兼容。
分片器具有以下功能：
如图2中所示，分片器将数据压缩器产生的压缩的多媒体内容CMC划分(即，分割)成多个片断SL，其中每个片断包括该压缩多媒体内容的给定时间量。
它从每个片断产生文件。
根据本发明的实施例，片断以彼此独立解压的方式产生。实际上，由多媒体数据压缩器产生的任何压缩的多媒体内容都包括所谓的随机访问点(RAP)。为了产生可以彼此独立解压的片断，分片器以每个片断从随机访问点开始的方式对压缩的多媒体内容分片。例如，当数据压缩器与MPEG-2或MPEG-4标准兼容时，随机访问点是MPEG压缩的多媒体内容的I帧，并且分片的位置以每个片断的第一帧为I帧的方式进行选择。
编码器ALC根据以下原理工作：
如图2所示，片断(或文件)被分成K个分量，以下称之为源符号SR；
如图2所示，这些分量用来在编码器中产生以下称之为误差符号ER的N-K个额外的分量，所得的N个分量以下称之为编码的符号；
广播该N个符号。
编码器ALC基于诸如XOR、Reed-Salomon RS、Tornado或Luby变换LT编码等的FEC(前向纠错)编码。
数据压缩器、分片器和编码器既可以在单个设备PRD中实现也可以在分立的设备中实现。在这两种情况中，从数据压缩器到分片器所传输的内容是压缩的视频流。有益地，使用RTP(实时传送协议)协议，这种压缩的视频流是从数据压缩器传输到分片器，然后到编码器。这并不没有限制。例如，可以使用公知的如MEPG-2TS的MPEG-2标准的传输层。
实际中，由编码器ALC所产生的文件存储在存储单元中以让内容服务器进行访问。存储单元由包括该编码器ALC和内容服务器的处理设备所共享。存储单元可以是内容服务器的一部分或远离服务器。
存储单元必须有规律地清除以确保有足够的空间来存储新产生的文件。清除该存储单元的方式是有规律地重新使用文件名。替换的方式是为每个文件使用不同的文件名，并规律的删除陈旧的文件。
内容服务器通过分布式网络连接到客户端设备。分布式网络典型地为互联网。接入提供商适用来提供能够接入分布式网络的客户端设备。经由分布式网络在内容服务器和客户端设备间的传输由FTP(文件传输协议)或HTFP(超文本传输协议)协议管理。
客户端设备具有用来传输到接入提供商或/从接入提供商接收的通信单元。通常，客户端设备给内容服务器发送针对预定多媒体内容的请求。如前所述，内容服务器以编码的片断的形式发送多媒体内容。最后，客户端设备给内容服务器发送确认表示已经成功完成了下载。
客户端设备还包括用来对由通信单元接收的编码片断解码的对称FEC解码器。更具体地，在接收至少K个编码的符号后，除了N个编码的符号的任一个外，所述解码器以K个接收到的编码符号为基础重新构建K个源符号，因此，依靠使用的编码类型(XOR、RS、LT或Tornado)本领域人员根据公知的原理得到原始片断。
客户端设备包括用于对压缩的多媒体内容解压的装置(例如，用于MPEG流的MPEG解码器)，和用来提供并显示解压的多媒体内容的播放器。
客户端设备可以是移动设备(例如移动电话)，在这种情况中通信单元是无线通信单元；或有线设备(例如PC)，在这种情况下通信单元是有线通信单元。
现通过以下两个实例解释本发明的原理。
根据第一个实例，如果符号包含1500个字节，则首先将600MB(兆字节)、80分钟的电影分割成1分钟并相应于K＝5000个符号的7.5MB的80个片断，这对于IP(互联网协议)包来说是很合适的尺寸。接着，每个片断使用诸如Tornado或Luby传输编码等的异步层编码技术编码为N＝5500个编码的符号(5000个源符号和500个，即，10％的误差符号)。这些编码符号以诸如1.1Mb/s的预定的比特率发送。选择1.1Mb/s(每秒兆字节)的传输比特率以确保所述影片类似实时的显示，以便它能够以短暂的延迟进行“实况”(这是实时下载)。所述的传输比特率等于N/K*R，其中R为等于7的压缩比特率，5*8＝60Mb/min或1Mb/s。
根据第二个实例，首先将600MB和80分钟的电影分成375kB(千字节)和3秒钟的1600个片断。接着每个这样的片断使用诸如XOR或Reed-Salomon编码等的异步层编码技术编码成K＝250的1500个字节的源符号，如果通过编码编码产生的误差符号为10％，即，25，则使得N＝275个编码符号。这些编码的符号以诸如1.1Mb/s的预定的比特率发送。相比于第一个实例，由于K取较小值，因此降低了计算复杂性。
在短暂时间(第一个实例＝1分钟，第二个实例＝3秒钟)后，如果平均损失率少于10％，则客户端设备将接收到至少K个编码的符号，这就意味着包括在客户端设备中的解码器可以重建第一个片断，并且媒体解码和回放可以开始了。同时，类似地可以开始下一个片断的接收，等等。由于这点，先进的下载原理可以应用到大量可缩放的广播。
此外，如果网络具有大量带宽，则能同时联播片断，即，能同时广播(例如，在第一个实施例中80个信道)以便：
在第一个实例的1分钟的最大等待时间后，由于所有的片断同时联播，因此任何接收方都可以开始解码并回放；
在第一个实例的1分钟的最大等待时间后，接收并存储所有流量的高端接收方可以接收整个电影；
系统可以缩放到适用本地网络的容量，例如，如果本地网络不能承受整个带宽(在第一个实例中为88Mb/s)，则最后一跳(last-hop)的路由器(例如互联网服务提供商，区域路由器，或客户端设备建筑物的地下室中的路由器)可以选择适于其带宽的给定数目的信道。
在所有的情况中可以使用单个内容服务器。
以上仅通过实例的方式描述了本发明的几个实施例，对本领域的技术人员而言很明显，在不背离由所附权利要求限定的本发明范围内可以对所描述的实施例进行修改和变化。此外，在权利要求中，在括号中放置的任意参考标记都不应当用于限制该权利要求。术语“包括”除在权利要求中所罗列的外并不排除存在其他的元件或步骤。术语“一”、“一个”并不排除多个。本发明可以通过包括几个分布式元件的硬件而实现，也可以通过适当编程的计算机而实现。在设备权利要求列举的几个装置中，这些装置的一些可以由硬件的一个或相同项目而实现。在相互不同的独立权利要求中引用措施的纯粹实事并不表示为了得到益处而不能将这些措施组合使用。
 权利要求书
(按照条约第19条的修改)
1.一种将多媒体内容分配给至少一个客户端设备的方法，包括步骤：
将多媒体内容分成一组片断；
根据异步层编码技术对片断编码，以便产生包括K个源符号和N-K个误差符号的N个编码的符号；
根据客户端设备的请求传输所述编码的片断；
在客户端设备上接收所述编码的片断；
只要已经接收了所述片断的K个编码符号就在所述客户端设备上对编码的片断进行解码；
其中，多媒体内容处于压缩格式，分片步骤适用于将所述压缩的多媒体内容分成一组能独立解压的片断。
2.据权利要求1所述的方法，其中多媒体内容以比特率R压缩，编码的片断以比特率N/K*R传输。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述编码片断通过不同的信道传输，所述方法进一步包括在所述客户端设备上缓冲解码的片断的步骤。
4.一种用来将多媒体内容通过网络分配给至少一个客户端设备的系统，包括：
分片器，用来将压缩的多媒体内容分成一组片断；
编码器，用来根据异步层编码技术对片断编码，以便产生包括K个源符号和N-K个误差符号的N个编码的符号；
内容服务器，用来根据客户端设备的请求存储和传输所述编码的片断；
客户端设备，包括用来接收所述编码的片断的装置和用来只要已经接收到了所述片断的K个编码符号就对编码的片断解码的解码器；
其中多媒体内容处于压缩格式，并且分片器适用于将所述压缩的多媒体内容分成一组能独立解压的片断。
5.一种用来处理多媒体内容的设备，包括：
分片器，用来将压缩的多媒体内容分成一组片断；
编码器，用来根据异步层编码技术进行编码，以便产生包括K个源符号和N-K个误差符号的N个编码的符号，并通过网络传输；
其中多媒体内容处于压缩格式，并且分片器适用于将所述压缩的多媒体内容分成一组能独立解压的片断。

Claims (8)

1.一种将多媒体内容分配给至少一个客户端设备的方法，包括：
将多媒体内容分成一组片断；
根据异步层编码技术对片断编码，以便产生包括K个源符号和N-K个误差符号的N个编码的符号；
根据客户端设备的请求传输所述编码片断；
在客户端设备上接收所述编码的片断；
只要已经接收了所述片断的K个编码符号，就在所述客户端设备上对编码的片断进行解码。
2.根据权利要求1所述的方法，其中多媒体内容处于压缩格式。
3.根据权利要求2所述的方法，其中多媒体内容以比特率R压缩，其中编码的片断以比特率N/K*R传输。
4.根据权利要求2所述的方法，其中分片步骤适用于将所述压缩的多媒体内容分成一组能独立解压的片断。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述编码片断通过不同的信道传输，所述方法进一步包括在所述客户端设备上缓冲解码的片断的步骤。
6.一种用来将多媒体内容通过网络分配给至少一个客户端设备的系统，包括：
分片器，用来将压缩的多媒体内容分成一组片断；
编码器，用来根据异步层编码技术对片断编码，以便产生包括K个源符号和N-K个误差符号的N个编码的符号；
内容服务器，用来根据客户端设备的请求存储和传输所述编码片断；
客户端设备，包括用来接收所述编码片断的装置和用来只要已经接收到了所述片断的K个编码符号就对编码的片断解码的解码器。
7.一种从内容服务器下载多媒体内容的客户端设备，所述多媒体内容被分成一组片断，根据异步层编码技术对片断编码以便产生包括K个源符号和N-K个误差符号的N个编码符号，所述设备包括：
用来接收所述编码片段的装置；和
用来只要已经接收到了所述片断的K个编码符号就对编码的片断解码的解码器。
8.一种用来处理多媒体内容的设备，包括：
分片器，用来将压缩的多媒体内容分成一组片断；
ALC编码器，用来根据异步层编码技术进行编码，以便产生包括K个源符号和N-K个误差符号的N个编码符号，并通过网络传输。
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