CN1518811A - 跨媒体差错保护方法和系统 - Google Patents

Abstract

一种提供多媒体数据跨媒体差错保护的系统和方法。跨媒体差错保护包括：组装系统，用于将多媒体数据组装成离散分组，其中每个分组包括多个字段，并且其中各媒体流中的数据段被置入多个字段的不同字段中；以及插入系统，用于将差错保护数据插入每个分组的多个字段之一中。此外，所述多个字段中的每个字段的长度在一段时间间隔内可与多个媒体流中每个媒体流的长度成比例。

Description

跨媒体差错保护方法和系统

本发明涉及差错保护方案，更具体地讲，涉及多媒体数据流跨媒体差错保护系统和方法。

差错保护技术用于保护电子数据和信息避免差错。可被保护的数据类型可能包括，例如简单的数据文件、多媒体数据(例如，视频和音频)、或者网页。差错主要在传输过程中发生，但也可能由例如向存储器写或从存储器读数据的其它活动引起。差错保护方案通过增加数据的冗余而生效。冗余可用于检错和纠错。给定的差错保护方案的有效性一般依赖于所加冗余的量。

保护变得至关重要的领域包括多媒体数据和万维网内容，两者一般都包含多媒体流。例如，视频节目可能包含一个或者多个视频、音频和文字流。类似地，网页可能包含音频、视频以及嵌入其中的文字数据。一般来说，各种媒体流的长度或者带宽是不同的，视频流一般占用大比例的带宽，接着是音频，其后就是文字。在本发明中，术语“多媒体”应指任何包括多个媒体流的内容。

在今天的信息环境中，由多个媒体流构成的数据常常同时向具有不同能力的装置发送。这样，例如，具有音频、视频以及文字显示能力的计算机或者TV(电视机)可以对所有流进行解码并显示。相反，音频播放机只可对音频流解码，而只有文字显示的蜂窝电话或者个人数字助理(PDA)只能对文字流解码。因此，在这样的环境中，保护所有的单个流变得同样重要。

传统的保护这种内容的方法独立地保护每个媒体流，即将各媒体流中的比特分组独立组装，并将一定数目的冗余比特加到每个分组中。这样创建许多视频分组、音频分组以及文字分组，每个分组都具有它们自己的冗余或者差错校验比特。这种独立保护的问题在于，一个传输差错可能会完全破坏一个媒体流，例如文字流，从而使PDA用户“挨饿”。

这种方案的示例如图2所示，图2描绘了多个媒体流30，每个媒体流与冗余比特R一起组装。假设在给定时间间隔内生成流1(视频V)的80比特，流2(音频A)的32比特以及流3(文字T)的16比特。在图2中描绘的示例中，每个流分解成20比特(16个信息比特再加4冗余比特R)的分组长度，这样就提供了25％的差错保护冗余。例如，将16个视频比特32与4个冗余比特34一起组装，等等。在这个示例中，有5个视频分组，两个音频分组以及一个文字分组，它们都独立地用冗余比特R加以保护。

现在，假设传输媒体在这些分组之一中引入了差错，且差错使冗余信息不足以纠正差错。如果该差错碰巧在携带文本信息35的分组中，那么与该时间期间相关联的信息就完全丢失了。由于文字分组35完全丢失，象PDA这种只能显示文字信息的装置在该时段就无数据显示。因此，PDA用户在该时期就无信息可以接收，而PC或音频播放机的用户仍可接收并处理其它流。

因此，存在提供这样一种系统的需要：该系统在具有多个媒体流的环境中可以减少数据完全损失或无数据供给的风险。

通过提供将不同媒体流的部分组合到各个分组中的跨媒体差错保护系统，本发明克服了以上所述的以及其它的问题。插入每个分组的每个媒体流类型的量可与不同媒体流的总长度成比例。

在第一方面，本发明提供用于具有多个不同类型媒体流的多媒体数据的跨媒体差错保护系统，该系统包括：用于将多媒体数据组装成离散分组的组装系统，其中，每个分组包括多个字段，且来自各媒体流的数据段被置入多个字段之一中；以及用于在每个分组的多个字段之一中插入差错保护数据的插入系统。

在第二方面，本发明提供编码器，用于组装具有第一和第二类型媒体流的多媒体数据，所述编码器包括：将多媒体数据组装成离散分组的装置，其中，每个分组包括保存一段第一类型媒体的第一字段，保存一段第二类型媒体流的第二字段，以及保存差错保护数据的第三字段；其中，第一和第二字段的长度与第一和第二媒体流的长度成比例。

在第三方面，本发明提供解码器，用于为具有不同类型的第一和第二媒体流的多媒体数据拆分组，所述解码器包括：用于从离散分组读取多媒体数据的装置，其中，每个分组包括具有来自第一媒体流的片段的第一字段，具有来自第二媒体流的片段的第二字段，以及具有差错保护数据的第三字段；其中，第一和第二字段的长度与第一和第二媒体流的长度成比例。

在第四方面，本发明提供用于提供多媒体数据跨媒体差错保护的方法，该方法包括如下步骤：接收具有多个媒体流的多媒体数据，每个媒体流的类型不同；确定每个媒体流的长度；将多媒体数据组装成多个离散分组，其中，每个离散分组包括来自各个媒体流的数据段，以及每个分组的长度与每个媒体流的长度成比例；以及将差错保护数据插入每个分组。

在第五方面，本方面提供存储在可记录媒体上用于提供多媒体数据跨媒体差错保护的程序产品，该程序产品包括：经配置用于接收具有多个媒体流的多媒体数据的程序代码，每个媒体流类型不同；经配置用于确定每个媒体流长度的程序代码；经配置用于将多媒体数据组装成多个离散分组的程序代码，其中，每个离散分组包括来自各个媒体流的数据段，以及每个分组的长度与各媒体流的长度成比例；以及经配置用于将差错保护数据插入每个分组的程序代码。

随后将结合附图对本发明的最佳示范性实施例进行描述，附图中相同标号指示相同单元；以及：

图1描绘根据本发明的最佳实施例的跨媒体保护系统的框图。

图2描绘提供差错保护的典型组装方案。

图3描绘根据本发明的跨媒体组装方案。

现在参考图1，其中显示跨媒体差错保护系统10。系统10包括接收多媒体数据26，并将数据26连同另外的差错保护数据编码成多个离散分组28的编码器12。分组28通过传输信道传输，由解码器20接收，解码器20对分组进行解码并把其转换成多媒体数据29。如上所述，术语多媒体可能包括任何包含多个数据流的内容。

编码器12包括组装系统14，它将多媒体数据26连同冗余或者差错保护数据一起组装。由图3可见(进一步的详细描述如下)，组装系统14将来自多媒体数据的每个不同媒体流的部分插入到每个分组28中。组装系统14还将必需的差错保护数据插入每个分组中。在最佳实施例中，插入每个分组的每个媒体类型的量与给定时间间隔内接收到的不同媒体流的总长度成比例。这样，典型的多媒体分组会包含用于保存一段视频数据的第一(相对大)字段，保存一段音频数据的第二字段，保存一段文字数据的第三(相对小)字段，以及保存一段冗余数据的第四字段。

在最佳实施例中，分组定比系统16处理如下所述的各分组比例确定过程。首先，接收数据流，并确定特定的时间间隔内的每个媒体流的长度。接着，计算媒体流的相对比例(即长度比例)。最后，分配每个媒体流的分组字段长度以及冗余比特的分组字段长度。这样，假设经过一个时间间隔，接收到具有1000比特的第一类型数据的第一媒体流和500比特的第二类型数据的第二媒体流(例如比例为2∶1)的多媒体数据。进一步假设要创建离散分组，每分组20比特，其中每个分组具有5比特冗余(这样，留下15比特媒体数据)。使用这两个媒体流的总的比例，将给每个分组分配用于保存来自第一媒体流的10比特的第一字段，以及用于保存来自第二媒体流的5比特的第二字段。保存5比特冗余比特的第三字段将照样分配。应该明白，这里所描述的分组比例划分方法只是出于示范的目的，其它方法同样可以加以利用，并且落在本发明的范围之内。例如，每个分组的字段长度可以是“硬编码的”，这样每个字段的长度就不用基于每个流的长度动态确定。此外，可以基于典型的要求估计每个媒体流的长度。

一旦确定了字段长度，组装系统16接着对媒体流进行相应地分组，并由差错保护系统18添加差错保护比特。添加差错保护的系统和方案是本技术领域中周知的。然后可以传输生成的分组28，或者用别的方式处理，并由解码器20解码。解码器20包括差错校验系统22，用于检查差错保护比特，以确定收到的分组是否完好。差错校验系统22还可以纠正分组中的差错。然后，拆分组系统24对来自每个分组中各字段的媒体数据比特拆分组，并利用分组定比系统16设计的比例方案重建多媒体数据流29。在分组定比系统16基于流长度动态确定字段长度的情况下，字段长度可以使用预定的协议传送给拆分组系统24。

现在参照图3，图中显示一种示范性的跨媒体组装方案，所针对的是具有与针对图2所描述的假设一样的假设的一组分组28，即给定时间间隔内要求25％的冗余，其中产生80比特的流1(视频V)、32比特的流2(音频A)以及16比特的流3(文字T)。然而，在这个实施例中，每个分组包含来自每个媒体流的数据。而且，包含于每个分组中的各个流的数据量分别与视频、音频以及文字流的长度成比例，在这种情形下为5∶2∶1。类似于针对图2所描述的情形，生成8个每个长度为20比特的分组。然而，在这种情形中，为每个分组分配4个字段，其中包含10比特视频信息的第一段38、4比特音频的第二段40、2比特文字的第三段42以及4比特冗余信息的第四段44。

现在，假设传输媒体引入与针对图2所述的同样的差错量，即，分组之一完全丢失了，图3所示的跨媒体差错保护方案确保在时间间隔内没有装置会没有数据。具体地讲，由于每个分组中的数据包含所有媒体流的片段，因此只丢失了很少部分的文字流，PDA装置仍旧可以显示文字信息，尽管有一些损失。因此，这个实施例确保在分组丢失的情况下，数据损失被分散，由所有媒体流分摊。因此，这种跨媒体差错保护避免由于传输差错使单个流完全丢失，从而使使用文字和其它“细”流的用户不会没有数据。

已经明白，这里所描述的系统、功能、方法以及模块可以用硬件、软件或者硬件和软件的组合实现。它们可以用适于执行这里所描述的方法的任何类型的计算机系统或者其它装置实现。典型的硬件和软件组合可以是具有计算机程序的通用计算机系统，该计算机程序在加载并执行时，控制计算机系统执行这里所描述的方法。或者，可以利用专用计算机，它包含执行一个或者多个本发明的功能任务的专用硬件。本发明还可嵌入到计算机程序产品中，该计算机程序产品包括允许实现这里所描述的方法和功能的所有特性，并且在加载到计算机系统之后能够执行这些方法和功能。本上下文中的计算机程序、软件程序、程序、程序产品或者软件意指旨在使具有信息处理能力的系统直接或者在以下两个步骤之后执行特定功能的指令集的任何语言、代码或符号的任何表现形式：(a)转换到另一种语言、代码和符号；和/或(b)以不同的具体形式再现。

出于说明和描述的目的，已经对前面有关本发明的最佳实施例进行了描述。它们不是为了穷举，或将本发明限制为公开的精确形式，显然，根据上述论述，很多修改和变化对于本技术领域的技术人员而言是显然的，旨在将其包括在所附权利要求确定的本发明的范围之内。

Claims (16)

1.一种用于具有多个不同类型媒体流的多媒体数据的跨媒体差错保护系统(10)，所述系统包括：

组装系统(14)，用于将所述多媒体数据组装成离散分组(28)，其中每个分组包括多个字段，并且其中所述各媒体流中的数据段被置入所述多个字段之一中；以及

插入系统(18)，用于在每个分组的所述多个字段之一中插入差错保护数据(44)。

2.如权利要求1所述的跨媒体差错保护系统，其特征在于所述多个字段中每个字段的长度与所述多个媒体流中每个媒体流的长度成比例。

3.如权利要求1所述的跨媒体差错保护系统，其特征在于所述多个字段中每个字段的长度以预定比例设置。

4.如权利要求1所述的跨媒体差错保护系统，其特征在于所述多个媒体流从音频、视频、图形以及文字构成的组中选择。

5.如权利要求1所述的跨媒体差错保护系统，其特征在于还包括解码器(20)，用于对多媒体数据的所述离散分组(28)解码。

6.一种编码器(12)，用于组装具有第一和第二类型媒体流的多媒体数据，所述编码器包括装置(14)，用于将所述多媒体数据组装成离散分组，其中每个分组包括用于保存一段所述第一类型媒体的第一字段，用于保存一段第二类型媒体流的第二字段，以及用于保存差错保护数据的第三字段；

其中所述第一和第二字段的长度与所述第一和第二媒体流的长度成比例。

7.如权利要求6所述的编码器，其特征在于所述第一和第二媒体流类型从音频、视频、文字以及图形构成的组中选择。

8.一种解码器(20)，用于为具有不同类型的第一和第二媒体流的多媒体数据拆分组，所述解码器(20)包括用于从离散分组读取多媒体数据的装置(24)，其中每个分组包括具有一段所述第一媒体流的第一字段，具有一段所述第二媒体流的第二字段，以及具有差错保护数据的第三字段；

其中所述第一和第二字段的长度与所述第一和第二媒体流的长度成比例。

9.如权利要求8所述的解码器，其特征在于所述第一和第二媒体流类型从音频、视频、文字以及图形构成的组中选择。

10.一种方法，用于提供多媒体数据跨媒体差错保护，所述方法包括：

-接收具有多个媒体流的多媒体数据，所述每个多媒体流类型不同；

-确定每个媒体流的长度；

-将所述多媒体数据组装成多个离散分组(28)，其中每个离散分组包括来自各所述媒体流的数据段，以及每个分组的长度与每个媒体流的长度成比例；以及

-将差错保护数据(44)插入每个分组。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于每个所述离散分组(28)长度相同。

12.如权利要求10所述的方法，其特征在于还包括传输离散分组(28)的步骤。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于还包括将所述离散分组解码回所述多个媒体流(29)的步骤。

14.一种程序产品(14)，所述程序产品存储在可记录媒体上用于提供多媒体数据跨媒体差错保护，所述程序产品包括：

-程序代码，经配置用于接收具有多个媒体流的多媒体数据，其中每个所述媒体流类型不同；

-程序代码(16)，经配置用于确定每个媒体流长度；

-程序代码(14)，经配置用于将所述多媒体数据组装成多个离散分组(28)，其中每个离散分组包括来自各所述媒体流的数据段，以及每个分组的长度与所述每个媒体流的长度成比例；以及

-程序代码(18)，经配置用于将差错保护数据插入每个分组。

15.如权利要求14所述的程序产品，其特征在于在预定时间间隔内确定所述每个媒体流的长度。

16.如权利要求14所述的程序产品，其特征在于估计所述每个媒体流的长度。

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