CN101272217B - 处理音视频信号的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种检测信道误码率的方法，包括：获取音视频信号中的填充数据；比较所述填充数据与预知填充数据，根据比较结果确定当前信道的误码率。本发明同时公开了一种检测信道误码率的装置。另外，基于上述的方法和装置本发明还公开了一种处理音视频信号的方法和装置。利用本发明可以通过计算填充数据的误码率，确定当前信道误码率，进而可根据当前信道误码情况，调整待发送音视频信号的编码参数，使得音视频信号的抗误码能力增强，避免了图像出现严重马赛克的情况的出现。

Description

处理音视频信号的方法和装置 

技术领域

本发明涉及通信系统参数检测及信号处理技术领域，更具体地说，涉及处理音视频信号的方法和装置。 

背景技术

在TD-SCDMA的视频电话(Video Telephony)业务中，采用H.234M协议蔟作为带内通信协议，H.234M协议蔟主要包括H.223协议和H.245协议，其中H.223协议完成控制数据、音频数据、视频数据等数据的复用和解复用，H.245协议完成通话控制功能，在该视频电话业务中，终端首先建立CSD64K承载通道，再使用H.234M协议建立视频电话通路，音视频信号在所述通道上传输。 

由于承载所述音视频信号的通信信道(尤其是其中的无线信道)经常会受到外界通信环境的影响，使得可能会在一段时间内误码率增高，呈现在终端就是图像的马赛克增多，而现有技术缺少一种检测误码率的方法，使得无法在由于通信信道的误码率较高而导致图像出现严重马赛克的情况下，无法进行调整或纠错，导致视频电话业务质量受到严重影响，甚至无法进行通过的情况的出现。 

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种检测信道误码率及相应的处理音视频信号的方法和装置，以实现对通信信道误码率的检测，进而能够在信道出现高误码率的情况时，对音视频信号进行处理，使得抗误码能力增强。 

本发明一种检测信道误码率的方法，包括： 

一种检测信道误码率的方法，包括： 

获取音视频信号中的填充数据； 

统计出所述填充数据的误比特数； 

将所述误比特数与预知填充数据的比特数的比值确定为所述填充数据的误码率； 

确定所述填充数据的误码率为当前信道的误码率。 

本发明同时公开了一种检测信道误码率的装置，包括： 

获取单元，用于获取音视频信号中的填充数据； 

统计单元，用于统计出所述填充数据的误比特数； 

确定单元，用于将所述误比特数与预知填充数据的比特数的比值确定为所述填充数据的误码率；并确定所述填充数据的误码率为当前信道的误码率。 

本发明还公开了一种处理音视频信号的方法，包括： 

接收端获取音视频信号中的填充数据； 

接收端统计出所述填充数据的误比特数，将所述误比特数与预知填充数据的比特数的比值确定为所述填充数据的误码率，确定所述填充数据的误码率为当前信道的误码率，并将所述误码率信息反馈给发送端； 

发送端按照所述误码率的指示，调整音视频信号编码参数。 

优选的，调整音视频信号编码参数包括：当所述误码率高于预设门限时，调整编码参数为容错能力更强的编码参数； 

优选的，调整音视频信号编码参数还包括：当所述误码率低于所述预设门限时，恢复调整编码参数之前的编码参数。 

本发明还公开一种处理音视频信号的装置，包括： 

获取单元，用于获取音视频信号中的填充数据； 

比较单元，将当前获取的填充数据与预知的填充数据进行比较； 

确定单元，根据比较结果确定当前信道的误码率；误码信息单元，用于将所述误码率发送给对端，或接收对端发送的误码率； 

判断单元，用于判断所述误码率是否超过预设门限； 

参数调整处理单元，用于在所述误码率超过预设门限时，对待发送的音视频信号进行参数调整处理。 

优选的，进一步包括：状态检测单元，用于检测所述参数调整处理单元处于开启或者关闭的工作状态。 

优选的，进一步包括：恢复单元，用于在所述误码率小于预设门限且所述参数调整处理单元的工作状态为开启时，将所述参数调整处理单元的状态设置为关闭。 

通过上述技术方案可知，本发明提供了一种检测信道误码率的方法，该方法通过比较当前获取的填充数据与预知的填充数据，确定当前信道的误码率，进而可以在信道误码率较高的情况下，通过调整待发送的音视频信号的编码参数，使得音视频信号的抗误码能力增强，避免了图像出现严重的马赛克的情况的出现。 

附图说明

图1为视频电话业务物理链路框图； 

图2为本发明一种检测信道误码率方法的实施例流程图； 

图3为音视频信号数据包结构示意图； 

图4为本发明一种检测信道误码率装置实施例的结构示意图； 

图5为本发明一种处理音视频信号的方法的实施例一流程图； 

图6为本发明一种处理音视频信号的方法的实施例二流程图； 

图7为本发明一种处理音视频信号的装置的实施例一的结构示意图； 

图8为本发明一种处理音视频信号的装置的实施例二的结构示意图； 

图9为本发明一种处理音视频信号的装置的实施例三的结构示意图； 

图10为本发明一种处理音视频信号的装置的实施例四的检测单元的结构示意图。 

具体实施方式

请参考图1，为视频电话业务物理链路况图，终端A和终端B进行视频电话业务，音视频信号的传输过程中，需要经过无线信道(如图中虚线部分)和有线信道(如图中实线部分)，H.223复用协议规定，待发送的AL(Adapt Layer，适配层数据)数据量不足时终端将填充stuffing数据(填充数据)。并且，该协议规定所述填充数据为固定的信号序列：5个字节的16进制数0xE14D000000。 

本发明公开了一种检测信道误码率的方法，本发明的基本思想是通过检测填充数据的误码率确定当前信道误码率。请参考图2，为本发明一种检测信道误码率方法的实施例流程图。 

步骤S101：获取音视频信号的填充数据。 

步骤S102：接收端将该填充数据与预知填充数据比特数进行比较，根据比较结果确定当前信道误码率。 

计算的过程具体如下： 

由于stuffing数据(填充数据)是已知的，这样就可以通过这些stuffing数据来检测当前传输信道的误码率。接收端获取从发送端发送过来的包含所述填充数据的数据包，将其从所述数据包中获取出来，并将其与预知的填充数据进行逐一比较。 

所述数据包的格式如图3所示，其中的MUX_PDU指的是有效的音视频信号，可根据MUX_PDU的头标志位header及标志位Flag将所述音视频信号与填充数据区分出来，将填充数据与预知的填充数据进行逐一比较，确定当前获取的填充数据的误比特数，并将该误比特数与所述预知填充数据的比特数的比值确定为填充数据的误码率，依照的计算公式为： 

$R=\frac{\underset{t=i}{\overset{j}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{Et}}{\underset{t=i}{\overset{j}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{Nt}}\×100\%$

其中，所述Nt，t＝i..j指的是第i次到第j次接收到的stuffing比特数，Et，t＝i..j指的是该填充数据的误码比特数，R就是当前通信信道的误码率数值。

由于填充数据和实际有效数据在同一个传输信道上无差别传输，所述填充数据的误码概率与所述实际有效数据的误码概率是相等的，所述填充数据的误码概率可以代表整个传输信道的误码率。所以此处通过检测填充数据的误码率来确定承载信道的误码率。 

本发明实施例可以利用已知的填充数据计算当前信道的误码率，在无需对系统或设备做较大改动的情况下方便计算当前信道的误码率。 

本发明同时还公开了一种检测信道误码率装置，以执行上述检测信道误码率的方法流程，请参考图4，为本发明一种检测信道误码率装置实施例的结构示意图，本装置包括获取单元111、比较单元112和确定单元113，其中，所述获取单元111用于获取音视频信号中的填充数据；所述比较单元112将当前获取的数据包中的填充数据与预知的填充数据进行比较，所述数据包的格式如图3所示，其中的MUX_PDU指的是有效的音视频信号，可根据MUX_PDU的头标志位header及标志位Flag将所述音视频信号与填充数据区分出来，所述比较单元112将填充数据与预知的填充数据进行逐一比较之后，将比较结果提供给确定单元113，所述确定单元113统计填充数据的误比特数，并计算出该误比特数与所述预知填充数据的比特数的比值，将该比值确定为当前信道的误码率，依照的计算公式为： 

$R=\frac{\underset{t=i}{\overset{j}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{Et}}{\underset{t=i}{\overset{j}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{Nt}}\×100\%$

其中，所述Nt，t＝i..j指的是第i次到第j次接收到的stuffing比特数，Et，t＝i..j指的是该填充数据的误码比特数，R就是当前通信信道的误码率数值。 

本装置可以集成在终端，例如电脑、手机，当然，也可以作为一个独立的装置，放置于所述终端的前端。对通信信道的误码率进行检测。 

本发明同时还公开了一种处理音视频信号的方法，下面通过具体实施例对本发明进行进一步的详细描述。 

请参考图5，为本发明一种处理音视频信号的方法的实施例一流程图。 

开始。

步骤S201：获取填充数据。 

接收端接收从发送端发送过来的数据包，并获取该数据包中的填充数据。 

步骤S202：计算当前信道的误码率。 

比较所述填充数据与预知的填充数据，根据比较结果确定当前信道的误码率。 

由于stuffing数据(填充数据)是已知的，这样就可以通过这些stuffing数据来检测当前传输信道的误码率。接收端获取从发送端发送过来的包含所述填充数据的数据包，将其从所述数据包中获取出来，并将其与预知的填充数据进行逐一比较。 

所述数据包的格式如图3所示，其中的MUX_PDU指的是有效的音视频信号，可根据MUX_PDU的头标志位header及标志位Flag将所述音视频信号与填充数据区分出来，将填充数据与预知的填充数据进行逐一比较，确定当前获取的填充数据的误比特数，并将该误比特数与所述预知填充数据的比特数据确定为填充数据的误码率，依照的计算公式为： 

$R=\frac{\underset{t=i}{\overset{j}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{Et}}{\underset{t=i}{\overset{j}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{Nt}}\×100\%$

其中，所述Nt，t＝i..j指的是第i次到第j次接收到的stuffing比特数，Et，t＝i..j指的是该填充数据的误码比特数，R就是当前通信信道的误码率数值。 

由于填充数据和实际有效数据在同一个传输信道上无差别传输，所述填充数据的误码概率与所述实际有效数据的误码概率是相等的，所述填充数据的误码概率可以代表整个传输信道的误码率。所以此处通过检测填充数据的误码率来确定承载信道的误码率。 

步骤S203：将所述误码率信息反馈给发送端。 

周期性地将所述误码率信息发送给对端。

误码率信息在H.245信令中以指示(Indication)的方式发送给对端，所述对端就是对方终端，相对于接收端来说，发送端就是对端，相对于发送端来说接收端就是对端。H.245协议规定，所有H.245的请求(Request)、命令(Command)、指示等信令在传输过程中均有CRC校验(循环冗余码校验)，若存在误码，则采用重传机制，这样可保证信息能正确发送到对端。 

步骤S204：判断所述误码率数值是否超过预设门限值，若是，则进入步骤S205；否则，结束流程。 

发送端将所述误码数值与预设门限进行比较，判断其是否超过预设门限。 

步骤S205：判断是否编码参数是否经过调整，若是，结束流程；否则，进入步骤S206。 

发送端判断当前编码参数是否是经过调整的编码参数。 

步骤S206：进行参数调整处理。 

当所述误码率数值达到预设门限时，发送端利用选择编码参数对信号进行重新编码。 

所述编码参数可以为Data Partition(数据分割)、Reverse RLC(可逆变长编码)、Resync(重同步)等编码参数，这些参数会使得同样图像质量下的码率变大，但在被误码的时候抗马赛克能力强，即以减少一定的帧率来保证图像质量。 

例如采用数据分割和可逆变长编码后，其效果可以简单地理解为：原先的一个比特位码率现在采用两个比特进行编码，若其中的一个比特被误码了，则还可以通过另外一个未被误码的比特来还原始数据，如此达到提高抗误码能力的目的。 

所以经过重新编码后的信号具有抗误码能力，从而提高了图像的抗马赛克能力。 

结束流程。 

请参考图6，为本发明一种处理音视频信号的方法的实施例二流程图。 

虽然调整编码参数可以在被误码时提高图像的抗马赛克能力，但同时也会增加相等有效视频信息的码流比特数，即增加数据冗余度，当外界的干扰 减小，信道的误码率降低后，在带宽固定的情况下，这样做会减少有效的视频信息的信息量，因此，本发明还可以在上述实现流程的基础上，在步骤S204之后还包括： 

步骤S2041：判断当前编码参数是否经过调整，若是，进入步骤S2042；否则，结束流程。 

发送端判断当前编码参数是否是经过调整的编码参数。 

步骤S2042：发送端还原编码参数。 

将编码参数还原成未经过调整编码处理的参数，然后，结束流程。 

需要说明的是，上述预设门限的门限值是一个经验值，是技术人员经过多次试验得出的，可根据网络情况或者用户的需要进行调整。 

该预设门限可以包括第一预设门限和第二预设门限，当误码率高于第二预设门限时，则进入步骤S205；当误码率低于第一预设门限时，进入步骤S2042。 

本发明实施例可以根据信道误码率的情况进行相应的编码参数调整，在误码率过高的情况下，调整编码参数，以提高视频信息码流数据的抗误码能力，即用牺牲有效带宽使用率，降低帧率的方法来提高图像质量，即实现图像质量优先；如果当前误码率较低，则还原原先的编码参数，在保证图像质量的同时提高帧率，即实现图像流畅度优先。 

本发明还公开了一种处理音视频信号的装置，设置在通信终端中或者通信终端前端，以执行上述处理音视频信号的方法流程。如图7所示，为本发明一种处理音视频信号的装置的实施例一的结构示意图。 

所述装置包括检测单元100、误码信息单元200、判断单元300以及参数调整处理单元400。 

本装置的工作过程如下： 

检测单元100获取对端数据包中包含的填充数据，所述数据包的格式如图3所示，其中的MUX_PDU指的是有效的音视频信号，可根据MUX_PDU的头标志位header及标志位Flag将所述音视频信号与填充数据区分出来，并将所述填充数据与预知的填充数据进行逐一比较，确定当前获取的填充数据 的误比特数，并将该误比特数与所述预知填充数据的比特数据确定为填充数据的误码率，依照的计算公式为： 

$R=\frac{\underset{t=i}{\overset{j}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{Et}}{\underset{t=i}{\overset{j}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{Nt}}\×100\%$

其中，所述Nt，t＝i..j指的是从第i次到第j次接收到的stuffing比特数，Et，t＝i..j指的是该填充数据的误码比特数，R就是当前通信信道的误码率。 

误码信息单元200用于将所述误码率发送给所述对端，或者接收对端发送过来的误码率； 

误码率信息在H.245信令中以指示(Indication)的方式发送给对端，所述对端就是对方终端，相对于接收端来说，发送端就是对端，相对于发送端来说接收端就是对端。H.245协议规定，所有H.245的请求(Request)、命令(Command)、指示等信令在传输过程中均有CRC校验(循环冗余码校验)，若存在误码，则采用重传机制，这样可保证信息能正确发送到对端。 

所述判断单元300判断所述误码率是否超过预设门限时，并将判断结果提供给参数调整处理单元400，当所述误码率数值超过预设门限值时，所述参数调整处理单元400调整编码参数，对待发送的音视频信号进行处理，所述处理即利用选择编码参数对信号进行重新编码。 

所述编码参数可以为Data Partition(数据分割)、Reverse RLC(可逆变长编码)、Resync(重同步)等编码参数，这些参数会使得同样图像质量下的码率变大，但在被误码的时候抗马赛克能力强，即以减少一定的帧率来保证图像质量。 

例如采用数据分割和可逆变长编码后，其效果可以简单地理解为：原先的一个比特位码率现在采用两个比特进行编码，若其中的一个比特被误码了，则还可以通过另外一个未被误码的比特来还原始数据，如此达到提高抗误码能力的目的。 

所以经过重新编码后的信号具有抗误码能力，从而提高了图像的抗马赛克能力。 

需要说明的是：误码率在H.245信令中以指示(Indication)的方式发送给对端，H.245协议规定，所有H.245的请求(Request)、命令(Command)、指示 等信令在传输过程中均有CRC校验，若存在误码，则采用重传机制，这样可保证信息能正确发送到对端。 

本装置还可以包括状态检测单元500，如图8所示，为本发明一种处理音视频信号的装置的实施例二的结构示意图。 

所述状态检测单元500定时检测所述参数调整处理单元400的工作状态，当所述参数调整处理单元400处于“开启”时，说明其正在对待发送信号或者将对待发送信号进行调整编码处理，当所述参数调整处理单元400处于“关闭”时，说明其对经过的信号不做参数调整处理。 

虽然调整编码参数可以在被误码时提高图像的抗马赛克能力，但同时也会增加相等有效视频信息的码流比特数，即增加数据冗余度，由于外界的干扰有可能只是持续一段时间，所以当干扰减小或消除后，信道的误码率降低，在带宽固定的情况下，进行参数调整处理会减少有效的视频信息的信息量，所以本装置还可以包括恢复单元600，请参考图9，为本发明一种处理音视频信号的装置的实施例三的结构示意图，当所述判断单元300判断出当前信道的误码率小于预设门限，并且所述状态检测单元500检测出参数调整处理单元400处于“开启”状态时，所述恢复单元600将所述参数调整处理单元400的工作状态设置为“关闭”，也就是恢复参数调整之前的编码参数。 

上述门限值是一个经验值，是技术人员经过多次试验得出的，可根据网络情况或者用户的需要进行调整。该预设门限可以包括第一预设门限和第二预设门限，当误码率高于第二预设门限时，参数调整处理单元400调整编码参数，当误码率低于第一预设门限，并且状态检测单元500检测出参数调整处理单元400处于“开启”状态时，恢复单元600恢复参数调整之前的编码参数。 

以上所有本装置的实施例中，所述检测单元100包括：获取单元111、统计单元112和确定单元113，请参考图10，为本发明一种处理音视频信号的装置的实施例四的检测单元的结构示意图，所述获取单元111获取音视频信号中的填充数据；所述比较单元112将当前获取的填充数据与预知的填充数据进行比较；所述确定单元113根据比较结果确定当前信道的误码率。

误码信息单元200将所述误码信息发送给对端。 

所述确定单元113依据计算公式统计出所述填充数据的误码率，所述计算公式为： 

$R=\frac{\underset{t=i}{\overset{j}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{Et}}{\underset{t=i}{\overset{j}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{Nt}}\×100\%$

其中，所述Nt，t＝i..j指的是第i次到第j次接收到的stuffing比特数，Et，t＝i..j指的是该填充数据的误码比特数，R就是当前信道的误码率。 

本发明实施例可以根据信道误码率的情况进行相应的编码参数调整，在误码率过高的情况下，将采用调整编码处理，则视频编码器使用容错能力更强的编码参数，以提高视频信息码流数据的抗误码能力，即用牺牲有效带宽使用率，降低帧率的方法来提高图像质量，即实现图像质量优先；如果当前误码率较低，则还原原先的编码参数，在保证图像质量的同时提高帧率，即实现图像流畅度优先。 

以上公开的仅为本发明的优选实施方式，但本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的没有创造性的变化，以及在不脱离本发明原理前提下所作的若干改进和润饰，都应落在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种检测信道误码率的方法，其特征在于，包括：

获取音视频信号中的填充数据；

统计出所述填充数据的误比特数；

将所述误比特数与预知填充数据的比特数的比值确定为所述填充数据的误码率；

确定所述填充数据的误码率为当前信道的误码率。

2.一种检测信道误码率的装置，其特征在于，包括：

获取单元，用于获取音视频信号中的填充数据；

统计单元，用于统计出所述填充数据的误比特数；

确定单元，用于将所述误比特数与预知填充数据的比特数的比值确定为所述填充数据的误码率；并确定所述填充数据的误码率为当前信道的误码率。

3.一种处理音视频信号的方法，其特征在于，包括：

接收端获取音视频信号中的填充数据；

接收端统计出所述填充数据的误比特数，将所述误比特数与预知填充数据的比特数的比值确定为所述填充数据的误码率，确定所述填充数据的误码率为当前信道的误码率，并将所述误码率信息反馈给发送端；

发送端按照所述误码率的指示，调整音视频信号编码参数。

4.如权利要求3所述的处理音视频信号的方法，其特征在于，所述调整音视频信号编码参数包括：当所述误码率高于预设门限时，调整编码参数为容错能力更强的编码参数。

5.如权利要求4所述的处理音视频信号的方法，其特征在于，调整音视频信号编码参数还包括：当所述误码率低于所述预设门限时，恢复调整编码参数之前的编码参数。

6.一种处理音视频信号的装置，其特征在于，包括：

获取单元，用于获取音视频信号中的填充数据；

比较单元，将当前获取的填充数据与预知的填充数据进行比较；

确定单元，根据比较结果确定当前信道的误码率；

误码信息单元，用于将所述误码率发送给对端；

判断单元，用于判断所述误码率是否超过预设门限；

参数调整处理单元，用于在所述误码率超过预设门限时，对待发送的音视频信号进行参数调整处理。

7.如权利要求6所述的处理音视频信号的装置，其特征在于，进一步包括：状态检测单元，用于检测所述参数调整处理单元处于开启或者关闭的工作状态。

8.如权利要求7所述的处理音视频信号的装置，其特征在于，进一步包括：恢复单元，用于在所述误码率小于预设门限且所述参数调整处理单元的工作状态为开启时，将所述参数调整处理单元的状态设置为关闭。

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