CN103248860A - 适应性调整视频传输频宽的方法及其相应装置与系统 - Google Patents

Abstract

一种适应性调整视频传输频宽的方法及其相应装置与系统。此方法包括下列步骤。藉由终端装置依据第一传输频宽获取包括影像或声音的第一视频内容，并将第一视频内容通过网络传送给至少一目标终端装置。并藉由终端装置依据第二传输频宽自网络下载来自至少一目标终端装置的第二视频内容。接着，自动检测第一与第二视频内容的影像或声音变化，藉以决定频宽调整信息，依据此频宽调整信息对应调整第一与该第二传输频宽。最后，分别依据调整后的第一与第二传输频宽对应播放第一与第二视频内容。

Description

适应性调整视频传输频宽的方法及其相应装置与系统

技术领域

本发明涉及一种视频传输系统，尤其涉及一种使用可适应性调整视频传输频宽的方法及其终端装置的视频传输系统。

背景技术

随着网际网络的快速发展与进步、影音压缩技术及通信协议进步，再加上计算机硬件设备的普及，视频会议系统已成为物廉价美的企业必备工具。通过网络的连结并且利用影像及语音的输出入设备，可让相隔异地的人跨越时间、空间的限制，迅速确实地达成信息交换、意见沟通的目的。因此，视频会议系统带给人们很多便利性且在生活中占有非常重要的需求。

市面上陆续推出一些用于个人计算机上的多人视频会议软件，例如：Co-life、ooVoo、Skype等，这些软件皆具有多人视频会议功能，不仅可用于个人计算机上，甚至目前的智能型手机与智能型电视也都支持类似的视频会议功能，因此多人视频将被大量使用在视频会议、远距教学、甚至是远距政见发表或远距婚礼等等。

然而，多人视频会议的传输往往需要非常大的频宽，因而频宽即为目前多人视频会议中的一重大问题。在多人视频会议中，由于画面来自多个不同地点，所需频宽必须加倍才能避免产生影像延迟等问题。此外，现有视频会议系统皆具有一固定伺服器，来自不同地点的各个终端装置必须先登录并连结至固定伺服器，经由固定伺服器的管理与控制，得以让多人视频会议顺利进行。然而，当固定伺服器当机或因网络等其他因素无法正常运作时，整个视频会议系统将无法继续进行。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种使用可适应性调整视频传输频宽的方法及其终端装置的视频传输系统，采用动态主控端(dynamic host)的概念来连接各个终端装置，并藉由动态调整传输频宽以达到节省频宽的目的。

本发明提出一种适应性调整视频传输频宽的方法，适用于终端装置，此终端装置与一或多个目标终端装置通信连接。此方法包括下列步骤。藉由终端装置依据第一传输频宽获取包括影像或声音的第一视频内容，并将第一视频内容通过网络传送给一或多个目标终端装置。并藉由终端装置依据第二传输频宽自网络下载来自一或多个目标终端装置的第二视频内容。接着，自动检测第一与第二视频内容的影像或声音变化，并据以决定频宽调整信息，并且依据此频宽调整信息对应调整第一与第二传输频宽的设定。最后，依据调整后的第一与第二传输频宽的设定对应播放第一与一或多个第二视频内容。

在本发明的一实施例中，上述的终端装置作为主控端时，此方法还包括将此频宽调整信息传送至目标终端装置，以使目标终端装置依据此频宽调整信息进行传输频宽的调整。

在本发明的一实施例中，上述的终端装置作为该主控端时，此方法还包括发送控制信息以指定目标终端装置其中之一作为主控端。

在本发明的一实施例中，上述的终端装置非作为主控端时，此方法还包括通过网络接收来自目标终端装置的另一频宽调整信息，据以调整第一与第二传输频宽的设定。

在本发明的一实施例中，上述的依据调整后的第一与第二传输频宽的设定对应播放第一与第二视频内容的步骤包括藉由调整影像解析度、画面更新率、影像压缩比、影像压缩方式或停止播放影像以符合调整后的第一与第二传输频宽的设定，进而播放第一与第二视频内容。

本发明另提出一种适应性调整视频传输频宽的终端装置，其包括控制器、视频获取模块、上传/下载模块、检测模块以及播放模块。其中，控制器用以设定传输频宽。视频获取模块则依据控制器所设定的第一传输频宽获取包括影像或声音的第一视频内容。上传/下载模块耦接至视频获取模块与控制器，将第一视频内容通过网络传送给一或多个目标终端装置，并且依据控制器所设定的第二传输频宽自网络下载来自目标终端装置的一或多个第二视频内容。检测模块耦接至视频获取模块与上传/下载模块，自动检测第一与第二视频内容的影像或声音变化，并将检测结果传送给控制器，控制器据以决定频宽调整信息并且对应调整第一与第二传输频宽的设定。播放模块则依据调整后的第一与第二传输频宽的设定对应播放第一与第二视频内容。

本发明又提出一种视频传输系统，其包括一或多个目标终端装置以及一终端装置。终端装置与一或多个目标终端装置彼此通信连接。其中，终端装置包括控制器、视频获取模块、上传/下载模块、检测模块以及播放模块。控制器用以设定传输频宽。视频获取模块则依据控制器所设定的第一传输频宽获取包括影像或声音的第一视频内容。上传/下载模块耦接至视频获取模块与该控制器，将第一视频内容通过网络传送给一或多个目标终端装置，依据控制器所设定的第二传输频宽自网络下载来自目标终端装置的一或多个第二视频内容。检测模块耦接至视频获取模块与上传/下载模块，自动检测第一与第二视频内容的影像或声音变化，并将检测结果传送给控制器，控制器据以产生频宽调整信息并且对应调整第一与第二传输频宽的设定。播放模块则依据调整后的第一与第二传输频宽的设定对应播放第一与第二视频内容。

基于上述，本发明所提供的使用可适应性调整视频传输频宽的方法及其终端装置的视频传输系统可依视频传输系统中网络效能的好坏以及频宽资源的大小进行主控权的交递，以维持视频传输的品质。并且通过自动检测视频内容的变化，可动态调整传输频宽以达到节省频宽的目的。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1是依照本发明一实施例所显示的适应性调整视频传输频宽的终端装置的方框图。

图2是依照本发明一实施例所显示的一种适应性调整视频传输频宽的方法流程图。

图3A是依照本发明一实施例所显示的终端装置100与多个目标终端装置的连接架构示意简图。

图3B是依照本发明一实施例所显示的以分流方式传送视频内容的示意图。

图4A与图4B是依照本发明一实施例所显示的视频传输系统的应用情境示意图。

附图标记：

100：终端装置

110：控制器

120：视频获取模块

130：上传/下载模块

140：检测模块

150：播放模块

200、300、400、500：目标终端装置

30：视频传输系统

40、40’：获取画面

f1～f7：数据流

N：网络

T：老师

S1～S8：学生

S210～S240：适应性调整视频传输频宽的方法的各步骤

具体实施方式

图1是依照本发明一实施例所显示的适应性调整视频传输频宽的终端装置的方框图。请参照图1，本实施例的终端装置100例如是具有执行视频功能的电视、计算机、笔记本式计算机、平板计算机、或智能型手机等。终端装置100包括控制器110、视频获取模块120、上传/下载模块130、检测模块140以及播放模块150。以下分别对各模块的功能进行说明：

控制器110可为硬件及/或软件所实现的功能模块。其中硬件可包括中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)、芯片组、微处理器等具有运算功能的硬件设备或上述硬件设备的组合，而软件则可以是驱动程序、应用软件等，控制器110可用来设定传输频宽、传送或接收各种控制信号。

视频获取模块120耦接至控制器110及上传/下载模块130，视频获取模块120包括镜头、麦克风等可用以获取使用者影像及声音的各种硬件装置，并且可将包括使用者影像及声音的视频内容通过上传/下载模块130传送至网络N。

上传/下载模块130必须具有可连结至网络的通信网络接口而可用以上传或下载视频内容。本实施例的终端装置100可通过有线或无线方式连结至网络，因此上传/下载模块130的通信网络接口例如是可支持非对称数字用户环路(Asymmetric Digital Subscriber Line，ADSL)网络、电缆数据机(Cable MODEM)网络的网络接口；或是可支持无线保真度(Wireless Fidelity，WiFi)网络、长期演进(Long Term Evolution，LTE)网络的网络接口，不限于上述。

检测模块140在一实施例中可包括影像辨识单元或语音辨识单元等硬件及/或软件所实现的功能模块，而可用以检测视频内容的影像或声音变化，并将检测结果传送给控制器110。在另一实施例中，检测模块140还可检测使用者通过输入单元(例如键盘、触控屏幕等)所输入的信号。

播放模块150耦接至控制器110与上传/下载模块130，依据控制器所设定的传输频宽对应播放上传/下载模块130所下载的视频内容以及视频获取模块120所获取的视频内容。

图2是依照本发明一实施例所显示的一种适应性调整视频传输频宽的方法流程图。本实施例的方法适用于图1的终端装置100。以下即搭配图1与图2来对本实施例的终端装置100的运作流程进行详细说明。

于步骤S210中，终端装置100的视频获取模块120依据第一传输频宽获取包括影像或声音的第一视频内容，并将第一视频内容通过网络N传送给一或多个目标终端装置。

在此须先说明终端装置100与多个目标终端装置之间的连接关系，如图3A所示，图3A是依照本发明一实施例所显示的终端装置100与多个目标终端装置的连接架构示意简图。请参照图3A，本实施例的目标终端装置举例为四个，其中目标终端装置200、300、400、500与终端装置100可为相同或类似的设计，并且终端装置100与目标终端装置200、300、400、500之间彼此通信连接。在本实施例中，终端装置100欲将第一视频内容传送给目标终端装置200、300、400、500，除了可以通过数据流f1、f2、f3、f4分别传送给目标终端装置200、300、400、500之外，本实施例的终端装置100还可选择直接或间接的传送第一视频内容。

举例来说，图3B是依照本发明一实施例所显示的以分流方式传送视频内容的示意图。请参照图3B，假设终端装置100因为网络效能差或频宽不足等因素，导致终端装置100无法分别传送第一视频内容至目标终端装置200、300、400、500。此时，终端装置100可以选择具有较大频宽的目标终端装置来进行分流传送的动作。例如终端装置100选择将第一视频内容传送给具有较大频宽的目标终端装置300，再由目标终端装置300将接收到的第一视频内容通过数据流f5、f6、f7分别传送给目标终端装置200、400、500。如此一来，便可减少终端装置100传送第一视频内容所需的频宽。终端装置100与目标终端装置200、300、400、500所形成的视频传输系统30，藉由上述分流架构，可有效减少因网络效能不稳定或频宽不足等因素导致传送失败或造成影像延迟等问题发生。

回到图1与图2，于步骤S220中，终端装置100的上传/下载模块130可依据第二传输频宽分别自网络下载来自目标终端装置200、300、400、500的第二视频内容。其中，第一传输频宽与第二传输频宽可为相同或不同的设定。

在接收到第一与第二视频内容之后便可接续步骤S230，终端装置100的检测模块140自动检测第一与第二视频内容的影像或声音变化，并将检测结果传送给控制器110，控制器110依据检测结果来决定出频宽调整信息，并且即时对应调整第一与第二传输频宽的设定。

详细地说，本实施例的终端装置100与目标终端装置200、300、400、500所形成的视频传输系统大多应用于视频会议、远距教学等。如应用于视频会议当中，最重要的莫过于视频会议的主持人以及发言者；又如应用于远距教学当中，最重要的当然为老师或演讲者。因此，检测模块140可藉由影像辨识单元或语音辨识单元来分辨出第一视频内容以及分别来自目标终端装置200、300、400、500的多个第二视频内容中何者为发言端或者有举手等特殊动作的影像，并且进一步将检测结果传送给控制器110。

于是控制器110便可依据检测结果决定出多个视频内容的重要性顺序并产生频宽调整信息。属于发言端的终端装置的重要性为最高，因此可配以较大频宽来进行获取；非属于发言端的终端装置的重要性较低，因此可配以较低频宽来进行获取。也就是说，控制器110会依据上述频宽调整信息对应调整视频获取模块120所使用的第一传输频宽以及调整上传/下载模块130自其他目标终端装置下载视频内容所使用的第二传输频宽。

最后，于步骤S240中，播放模块150便依据调整后的第一传输频宽与第二传输频宽来播放第一视频内容与多个第二视频内容。为了配合调整后的传输频宽的设定，播放模块150可藉由调整影像解析度、画面更新率、影像压缩比、影像压缩方式等方法来处理及播放第一视频内容与多个第二视频内容。举例来说，影像解析度为800×600画素的数据量较小；影像解析度为1024×768画素的数据量较大。画面更新率若为每秒10张画面(frame per second，fps)则数据量较小；画面更新率若为每秒30张画面的数据量较大。较高压缩比的视频内容数据量较小；较低压缩比的视频内容数据量较大。凡是相对数据量较小的视频内容即可以较低频宽进行获取；反之，数据量较大的视频内容则必须以较大频宽进行获取。甚至是当网络效能差时，控制器110可控制播放模块150只播放重要性最高的视频内容，其余的视频内容停止播放画面，如此一来，便可大量减少获取所需频宽。

基于上述，本实施例的终端装置100刚开始可依据预设的传输频宽进行获取或下载视频内容，但随着时间的改变，终端装置100可自动检测何者为发言端或者为重要性较高的视频内容，适当地配以较高的频宽资源，并适时地降低获取其余视频内容所需的频宽，藉此终端装置100可达到节省频宽的目的。

再者，终端装置100除了可适应性调整自身获取视频内容的频宽资源之外，亦可控制目标终端装置200、300、400、500进行频宽资源的调整。具体而言，若终端装置100作为一主控端，则代表终端装置100具有整个视频传输系统的主控权。意即终端装置100可将频宽调整信息传送给目标终端装置200、300、400、500，目标终端装置200、300、400、500便会依据此频宽调整信息进行频宽资源的调整。

为了使上述内容更为明了，图4A与图4B是依照本发明一实施例所显示的视频传输系统的应用情境示意图。本实施例应用于远距教学的视频传输系统中，此视频传输系统包括九个终端装置，分别为老师T以及学生S1～S8所使用。由于老师T正在进行教学，因此老师T所使用的终端装置以较大频宽获取包含老师T的影像与声音的视频内容；其余的学生S1～S8的视频内容则以较低的频宽下载；同理，学生S1～S8所使用的终端装置则分别以较大频宽下载老师T的视频内容。如图4A的获取画面40所示，由于老师T的视频内容系以较大频宽下载，因此解析度为最高，其余学生S1～S8的视频内容解析度较低。

在此假设老师T为主控端，意即老师T所使用的终端装置具有主控权，因此当老师T想点选学生S1～S8其中之一进行发言时，则老师T可利用终端装置发送一频宽调整信息给学生S1～S8，告知接下来将进行发言的学生为何者，学生S1～S8所使用的终端装置接收到频宽调整信息后，便会对应调整频宽资源。如图4B的获取画面40’所示，假设老师T点选学生S5进行发言，此时系统中的每一终端装置改以较大频宽获取学生S5的视频内容，此时学生S5的视频内容的解析度为最高，其余的终端装置则以较小频宽进行获取。最后，当学生S5已停止发言时，可重新调整传输频宽，改以较大频宽获取老师T的视频内容。

总结来说，频宽调整信息的产生具有三种控制方式：其一为利用终端装置中的检测模块进行自动检测，例如当检测模块利用影像或声音辨识出学生S5已停止发言，则可自动产生频宽调整信息；另一为利用检测模块检测使用者通过输入单元所输入的频宽调整信息，例如老师T可通过键盘、滑鼠等输入工具来发送频宽调整信息；再一为老师T及学生S1～S8分别具有自主权，各自控制其终端装置的频宽资源。

必须说明的是，作为主控端的终端装置必须记录其余的所有终端装置的网际网络地址(IP address)，一旦作为主控端的终端装置发现其因网络问题或其他因素而无法作为主控端时，则可发送控制信息给其余的终端装置，指定其中之一为新的主控端，并且传送所有终端装置的网际网络地址给该新的主控端以完成主控权的交递动作，接下来便由新的主控端来设定视频内容的传输方式或格式等等的频宽调整信息。

综上所述，本发明所提供的视频传输系统采用动态主控端(dynamichost)的概念来连接各个终端装置，并不需要如现有技术所述各个终端装置必须连结至固定伺服器，因此可大为降低架构视频传输系统的成本。本发明视频传输系统中的每一终端装置，皆有机会作为主控端，并且可依视频传输系统中网络效能的好坏以及频宽资源的大小进行主控权的交递，以维持视频传输的品质。更重要的是，视频传输系统中的终端装置通过自动检测视频内容的变化，可动态调整传输频宽以达到节省频宽的目的。

虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域普通技术人员，当可作些许更动与润饰，而不脱离本发明的精神和范围。

Claims (15)

1.一种适应性调整视频传输频宽的方法，适用于一终端装置，该终端装置与至少一目标终端装置通信连接，该方法包括：

藉由该终端装置依据一第一传输频宽获取包括影像或声音的一第一视频内容，并将该第一视频内容通过一网络传送给至少一目标终端装置；

藉由该终端装置依据至少一第二传输频宽自该网络下载来自该至少一目标终端装置的至少一第二视频内容；

自动检测该第一与该至少一第二视频内容的影像或声音变化，藉以决定一频宽调整信息，依据该频宽调整信息对应调整该第一与该至少一第二传输频宽的设定；以及

依据调整后的该第一与该至少一第二传输频宽的设定对应播放该第一与该至少一第二视频内容。

2.根据权利要求1所述的适应性调整视频传输频宽的方法，其中当该终端装置作为一主控端，还包括：

将该频宽调整信息传送至该至少一目标终端装置，以使该至少一目标终端装置依据该频宽调整信息进行传输频宽的调整。

3.根据权利要求2所述的适应性调整视频传输频宽的方法，其中当该终端装置作为该主控端，还包括：

发送一控制信息以指定该至少一目标终端装置其中之一作为该主控端，并完成主控权的交递动作。

4.根据权利要求2所述的适应性调整视频传输频宽的方法，其中当该终端装置非作为该主控端，还包括：

通过该网络接收来自该至少一目标终端装置的一频宽调整信息，据以调整该第一与该至少一第二传输频宽的设定。

5.根据权利要求1所述的适应性调整视频传输频宽的方法，其中依据调整后的该第一与该至少一第二传输频宽的设定对应播放该第一与第二视频内容的步骤包括：

藉由调整影像解析度、画面更新率、影像压缩比、影像压缩方式或停止播放影像以符合调整后的该第一与该至少一第二传输频宽的设定，进而播放该第一与该至少一第二视频内容。

6.一种适应性调整视频传输频宽的终端装置，该终端装置包括：

一控制器，用以设定传输频宽；

一视频获取模块，依据该控制器所设定的一第一传输频宽获取包括影像或声音的一第一视频内容；

一上传/下载模块，耦接至该视频获取模块与该控制器，将该第一视频内容通过一网络传送给至少一目标终端装置，依据该控制器所设定的至少一第二传输频宽自该网络下载来自该至少一目标终端装置的至少一第二视频内容；

一检测模块，耦接至该视频获取模块与该上传/下载模块，自动检测该第一与该至少一第二视频内容的影像或声音变化，并将检测结果传送给该控制器，该控制器据以产生一频宽调整信息并且对应调整该第一与该至少一第二传输频宽的设定；以及

一播放模块，依据调整后的该第一与该至少一第二传输频宽的设定对应播放该第一与该至少一第二视频内容。

7.根据权利要求6所述的适应性调整视频传输频宽的终端装置，其中当该终端装置作为一主控端：

该检测模块还包括将该频宽调整信息传送至该至少一目标终端装置，以使该至少一目标终端装置依据该频宽调整信息进行传输频宽的调整。

8.根据权利要求7所述的适应性调整视频传输频宽的终端装置，其中当该终端装置作为该主控端：

该控制器还包括发送一控制信息以指定该至少一目标终端装置其中之一作为该主控端，并将主控权交递给被指定的该目标终端装置。

9.根据权利要求7所述的适应性调整视频传输频宽的终端装置，其中当该终端装置非作为该主控端：

该控制器还包括通过该网络接收来自该至少一目标终端装置的一频宽调整信息，据以调整该第一与该至少一第二传输频宽的设定。

10.根据权利要求6所述的适应性调整视频传输频宽的装置，其中：

该播放模块藉由调整影像解析度、画面更新率、影像压缩比、影像压缩方式或停止播放影像以符合调整后的该第一与该至少一第二传输频宽的设定。

11.一种视频传输系统，包括：

至少一目标终端装置；以及

一终端装置，通信连接至该至少一目标终端装置，其中该终端装置包括：

一控制器，用以设定传输频宽；

一视频获取模块，依据该控制器所设定的一第一传输频宽获取包括影像或声音的一第一视频内容；

一上传/下载模块，耦接至该视频获取模块与该控制器，将该第一视频内容通过一网络传送给至少一目标终端装置，依据该控制器所设定的至少一第二传输频宽自该网络下载来自该至少一目标终端装置的至少一第二视频内容；

一检测模块，耦接至该视频获取模块与该上传/下载模块，自动检测该第一与该至少一第二视频内容的影像或声音变化，并将检测结果传送给该控制器，该控制器据以决定一频宽调整信息并且对应调整该第一与该至少一第二传输频宽的设定；以及

一播放模块，依据调整后的该第一与该至少一第二传输频宽的设定对应播放该第一与该至少一第二视频内容。

12.根据权利要求11所述的视频传输系统，其中：

该终端装置作为一主控端并且将该频宽调整信息传送至该至少一目标终端装置，该至少一目标终端装置分别接收该频宽调整信息，并据以进行传输频宽的调整。

13.根据权利要求12所述的视频传输系统，其中当该终端装置作为该主控端：

该终端装置还包括发送一控制信息至各该目标终端装置以指定该至少一目标终端装置其中之一作为该主控端。

14.根据权利要求13所述的视频传输系统，其中：

被指定为该主控端的该目标终端装置发送另一频宽调整信息至该终端装置与其余的该目标终端装置，而该终端装置与其余的该目标终端装置依据该另一频宽调整信息调整传输频宽的设定。

15.根据权利要求12所述的视频传输系统，其中：

该终端装置与各该目标终端装置调整该第一与该至少一第二视频内容的影像解析度、画面更新率、影像压缩比、影像压缩方式或停止播放影像以符合调整后的传输频宽的设定。

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