CN102868878A - 视频数据分层传输方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种视频数据传输技术，它通过将视频编码、分组策略、设备端拥塞控制机制有机地结合，形成了一种新的视频传输技术，由分层编码单元、数据流分组单元、分组调度单元、重组单元、分层解码单元、信息重建单元等功能模块组成。本发明能够提高视频数据传输的稳健性、改善视频业务的质量。

Description

视频数据分层传输方法

技术领域

本发明是一项视频数据传输技术，尤其是一种基于网络的视频数据传输技术,使用该技术能解决视频数据传输因网络拥塞带来的一些技术问题，如视频质量下降，传输时延抖动等问题，从而使视频传输业务得到更广泛的应用。

背景技术

目前，视频数据传输已在各行各业得到了广泛的应用，随着现代通信技术的发展，其传输方式也是多种多样，但以分组网络传输最为普遍。

然而，因各种原因引起的网络拥塞却严重影响了视频业务质量。对于这一问题，通常的解决方案是改进视频编码算法、改进网络自身的拥塞控制机制。但是由于这些方案自身的一些不足，视频业务质量在网络拥塞时依然下降明显。

本发明将视频编码、分组策略、设备端拥塞控制机制有机地结合，形成了一种新的视频传输技术，极大地提高了视频数据传输的稳健性、改善了视频业务的质量。

发明内容

本发明的目的是通过一种视频数据传输技术，减小网络拥塞对视频数据传输的影响，达到提高视频质量的目的。

本发明的技术方案是：一种视频数据传输方法，其特征在于：

首先，在视频编码器软件系统中集成分层编码单元、数据流分组单元、分组调度单元；在视频解码器软件系统中集成数据流重组单元、分层解码单元、信息重建单元；

其次，视频编码器软件系统通过以下步骤实现视频数据分层传输：

①、分层编码单元根据人眼视觉特性和视频数据空间统计特性对视频流进行分层编码；

②、数据流分组单元将经过分层编码后的视频数据根据网络传输具有误差以及可能会发生拥塞的特性，对分层后的视频流进行分组；

③、分组调度单元周期性地检测当前网络的传输信道质量，并根据网络的传输信道质量进行分组调度。

第三，视频解码器软件系统通过以下步骤实现视频信息重建：

①、数据流重组单元将接收到的分组进行排列并还原成分层视频流；

②、分层解码单元将分层视频流还原成视频子块；

③、信息重建单元利用重建技术，对丢失的部分视频信息进行重建并输出视频信息。

本发明所描述的视频流及功能模块框图见附图1。

本发明所描述的视频流分层模型见附图2。

本发明的有益效果是：将视频编码、分组策略、设备端拥塞控制机制有机地结合，形成了一种新的视频传输技术。极大地提高了视频数据传输的稳健性、改善了视频业务的质量。

附图说明

图1是本发明的视频流及功能模块框图。

图2是本发明的视频流分层模型图。

图3实例网络拓扑图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

实现发明所描述的视频数据分层传输技术，它包括以下步骤:

首先，将集成了分层编码单元、数据流分组单元、分组调度单元的软件系统安装在视频编码器中，该软件系统的工作过程如下：

1、视频流首先进入分层编码单元，该单元对视频流进行分层编码。编码时，首先将视频流分成N×N的若干子块，并将相邻子块分别划分在两个不同的子块集中，这两个子块集即为视频数据的两个基础层；然后根据人眼视觉特性和视频数据空间统计特性将两个基础层分别变换成高频数据子层、次高频数据子层和低频数据子层三个子层。分层模型如图2所示。

2、经过上述分层编码后的数据流进入数据流分组单元，该单元首先建立三个FIFO（先进先出）队列和三个FILO（先进后出）队列，然后将图2中的高频子层1、次高频子层1和低频子层1分别进入FIFO队列，高频子层2、次高频子层2和低频子层2分别进入FILO队列。这样，经过FIFO和FILO处理后的数据流就进行了重新分组。

3、经过分组的数据流进入分组调度单元，该单元以周期的形式检测当前网络的通信状况，即以某一周期内网络的分组丢失率为依据设定40%和70%两个阀值而将网络通信状况设定为好、中、差三个等级。通信状况好的情况下低频子层分组的优先级最高、次高频子层分组次之、高频子层分组的优先级最低，通信状况中等时将高频子层分组的优先级适当提高、低频子层分组的优先级适当降低，通信状况差时高频子层分组的优先级再度提高、次高频子层分组的优先级也相应提高、低频子层分组的优先级再度降低。

其次，将集成了数据重组单元、分层解码单元、信息重建单元的软件系统安装在视频解码器中，该软件系统的工作过程如下：

1、接收到的视频流分组首先进入数据流重组单元，该单元首先将数据分组按分组编号进行排列，丢失的分组忽略，然后将这些排列好的分组还原成分层视频流。

2、分层视频流进入分层解码单元，该单元根据分层视频流的头信息将这些视频流还原成N×N的若干子块，丢失的子块暂时以0填充并做标记。

3、解码后的视频流进入信息重建单元，该单元首先利用相邻子块在边界上的信息平滑性，用周围正常子块的边界信息对丢失的子块的边界信息进行估计，然后再抽取周围正常子块的其它信息并采用插值的方法来重建丢失的其它信息并验证估计的边界信息。最后，将重建后的视频信息输出。

上述步骤如图1所示。

以下通过一个实例作进一步的说明：

1、搭建视频传输系统：

该系统中的视频编/解码器采用了本发明的技术，其中视频编/解码器均通过无线方式接入到公共传输网络，网络拓扑图如图3所示。

2、具体操作过程

①、开启图3中所有设备，开始视频传输；

②、向视频解码器侧的无线接入设备增加其他数据传输以增加网络负载，测试该情况下的视频传输质量；

③、强制无线网络到低速状态，测试该情况下的视频传输质量。

Claims (2)

1.一种视频数据传输方法，其特征在于：

首先，在视频编码器软件系统中集成分层编码单元、数据流分组单元、分组调度单元；在视频解码器软件系统中集成数据流重组单元、分层解码单元、信息重建单元；

其次，视频编码器软件系统通过以下步骤实现视频数据分层传输：

①、分层编码单元根据人眼视觉特性和视频数据空间统计特性对视频流进行分层编码；

②、数据流分组单元将经过分层编码后的视频数据根据网络传输具有误差以及可能会发生拥塞的特性，对分层后的视频流进行分组；

③、分组调度单元周期性地检测当前网络的传输信道质量，并根据网络的传输信道质量进行分组调度。

第三，视频解码器软件系统通过以下步骤实现视频信息重建：

①、数据流重组单元将接收到的分组进行排列并还原成分层视频流；

②、分层解码单元将分层视频流还原成视频子块；

③、信息重建单元利用重建技术，对丢失的部分视频信息进行重建并输出视频信息。

2.根据权利要求1所述的视频数据传输方法，其特征在于视频流及功能模块框图和视频流分层模型图。

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