CN1939060B - 一种用于促进视频信息的流式传输的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了对与先进视频编码(AVC)文件对应的参数集信息加以使用的方法。该方法包括将所述参数集信息嵌入到所述AVC文件的提示轨道的步骤。本发明还供了对与先进视频编码(AVC)文件对应的参数集信息加以使用的设备。

Description

一种用于促进视频信息的流式传输的方法和设备
技术领域
本发明总体上涉及先进视频编码(AVC)文件格式以及，更具体地涉及，采用AVC文件格式对AVC参数集的存储。
背景技术
先进视频编码(AVC)文件格式提供对于在网络上及本地重放的流媒体数据的支持。最普通的流服务器采用实时流协议(RTSP)以及会话描述协议(SDP)作为在客户与服务器之间建立以及取消多媒体流会话的控制协议。进而，实时传输协议(RTP)被用于在服务器与客户之间进行多媒体信息数据传输的协议。
AVC编码器提供了将特定信息从与不止一幅视频帧相关的视频流中分离出来的途径。这是为了除采用不可靠协议(例如用户数据报协议(UDP))来发送该特定信息以外，还采用可靠协议(例如传输控制协议(TCP))来发送嵌入在所述多媒体流中的该特定信息。该特定信息结合在一起形成参数集。一个AVC参数集可以包括信息如：图像或者画面大小；显示窗大小；宏块分配图，等等。
对于任意确定的AVC视频流来说可以存在一个或多个参数集。编码器和解码器应该维持相同的参数集列表。在所述AVC视频流中的每个片断头包括指示解码时所采用的参数集的代码。然后基于该代码，解码器可以确定正确解码所采用的参数集。由于所述参数集是从所述主视频流中分离出来的，可能地并且理想地就是采用频带外的方式将所述参数集从多媒体流服务器发送到多媒体流客户。
以下将对一个典型的流式多媒体处理情况进行描述。当多媒体流客户向服务器要求流式多媒体时，在所述流传输之前通常要进行初始协商。所述初始协商的顺序包括由客户向服务器发出请求以获取与特定流相关的信息。然后，由服务器向该客户做出响应，包括对所述流进行接收和解码所需要的最少的必要细节。通常采用网络协议，例如实时流协议(RTSP)，来完成所述初始协商。该RTSP协议可以用于将参数集从多媒体流服务器发送到所述多媒体流客户。然而，由于所述流服务器的属性，为了将依赖于媒体的数据从流服务器发送到客户，所述参数集必须以一种使流服务器不知道或不介意所发送的是什么类型的多媒体文件的方式存储在文件中。
因此，提供一种使得多媒体流服务器的RTSP协议能够以独立于媒体的方式将参数集传输到客户的方法是比较理想并且非常有利的。
发明内容
本发明解决了上述问题以及现有技术中的其他相关问题，即以AVC文件格式存储AVC参数集的方法。为了对增强的元数据进行存储以改进流服务，本发明提供了对AVC文件格式的扩展。该扩展涉及将AVC参数集插入所述AVC文件格式的提示轨道元数据内，同时还能够提供对现有流服务器的反向兼容。
根据本发明一个方面，提供了一种使用对应于先进视频编码(AVC)文件的参数集信息的方法。该方法包括将所述参数集信息嵌入到所述AVC文件提示轨道内的步骤。
根据本发明另一方面，提供了一种使用对应于先进视频编码(AVC)文件的参数集信息的设备。该设备包括将所述参数集信息嵌入到所述AVC文件提示轨道内的嵌入装置。
根据本发明又一方面，还提供了一种使用对应于先进视频编码(AVC)文件的参数集信息的方法。该方法包括将所述参数集信息嵌入到所述AVC文件提示轨道内的步骤，及以频带外和独立于媒体的传输方式对所述参数集信息进行传输的步骤。
在以下结合附图对优选实施例进行的详细描述将使本发明所述及其他的方面、特征和优势更为清晰。
附图说明
图1所示为根据本发明一个实施例，可以将本发明应用于其中的先进视频编码(AVC)文件100的框图；
图2所示为根据本发明一个实施例，可以将本发明应用于其中的先进采用视频编码(AVC)的视频编码器200的框图；
图3所示为根据本发明一个实施例由图2中AVC编码器200输出的示例元数据300的框图；
图4所示为根据本发明一个实施例的会话描述协议(SDP)轨道描述信息400的框图；
图5所示为根据本发明一个实施例用于将参数集插入到AVC文件599提示轨道内的装置500的高层框图；
图6所示为根据本发明一个实施例产生元数据表并将所述元数据表写入AVC文件的高层框图；
图7所示为根据本发明实施例将媒体数据写入AVC文件的高层框图；以及
图8所示为根据本发明一个实施例将提示轨道写入AVC文件的高层框图。
具体实施方式
本发明专注于对AVC文件格式，一种普遍已知的流数字媒体存储格式的扩展，目的是储存增强的元数据以改善流服务。该扩展涉及将AVC参数集插入所述AVC文件格式的所述提示轨道元数据内，同时仍然能够提供对现有流服务器的反向兼容。所述参数集被嵌入在所述AVC文件格式的提示轨道内，从而使多媒体流服务器的RTSP协议能够以独立于媒体的方式将所述参数集传送给客户。
值得注意的是，本发明总体上涉及由国际电信联盟(ITU)以及运动图像专家组(MPEG)联合开发的先进视频编码(AVC)文件格式(国际标准组织/国际电工委员会(ISO/IEC)14496，第15部分)。然而，基于本发明在此给出的教导，在维持本发明精神以及范围的前提下，本领域一般技术人员可以预期所述以及其他各种可以应用本发明的文件格式。
可以理解的是本发明可以通过各种形式的硬件、软件、固件、专用处理器、或者上述方式的结合来加以实现。优选地，以硬件和软件相结合的方式来实现本发明。进一层而言，所述软件优选地体现为在程序存储装置上有形呈现的应用程序。所述应用程序可以被上载到、并且被具有任意合适的体系结构的机器所执行。优选地，所述机器可以在计算机平台上实现，所述平台包括硬件，例如一个或多个中央处理单元(CPU)，随机存储器(RAM)，以及输入/输出(I/O)接口。所述计算机平台还包括操作系统和微指令代码。在此所述的各种处理以及功能可以是部分通过所述操作系统执行的所述微指令代码或者部分通过所述应用程序(或者它们的结合)。另外，各种其他周边装置可以被连接到所述计算机平台，例如附加的数据存储装置以及打印装置。
进一步可以理解的是，由于在附图中所示的所述系统组成元件以及方法步骤在软件中得以优选地实现，所述系统元件(或者处理步骤)之间的实际连接就可能根据本发明所采取的编程方式的不同而不同。基于在此提供的教导，本领域普通技术人员将能够预期本发明所述的以及类似的实现或者配置。
AVC文件格式提供了对于在网络上及本地重放的流媒体数据的支持。一个支持流多媒体的AVC文件除了流以外还包括关于数据单元的附加信息。所述附加信息被包含在所述文件的附加轨道中作为提示轨道。提示轨道向服务器提供流指令，例如为了确保适合传送的包格式化信息并确保世和的传输时间调配的时间调配信息。另外，提示轨道还可以提供更多的信息例如客户正在要求的媒体类型的细节，这些信息内容随后将在客户与服务器进行的初始交互过程中被发送给客户。
最普通的流服务器采用实时流协议(RTSP)及会话描述协议(SDP)作为建立或者取消客户与服务器之间的多媒体流会话的控制协议。进而，实时传输协议(RTP)被作为在服务器和客户之间进行多媒体信息数据传输的协议。值得注意的是，本发明专注于采用RTSP作为建立会话控制协议的流服务器。当然，本领域普通技术人员可以很容易的意识到，在维持本发明精神以及范围的同时，关于流服务器还可以采用除了RTSP以外的其他协议作为控制协议来改进或者实现本发明。
RTSP是基于文本的协议，其中消息包括头文件和有效载荷。所述头文件通常由标准进行定义，而所述有效载荷部分可以根据应用确定。在采用基于RTSP的多媒体流服务器的情况下，在与客户进行初始的媒体流协商时，所述服务器默认地将包含在所述AVC文件内的会话描述协议(SDP)信息插入到所述RTSP消息内。因此，通过将所述AVC参数集嵌入到所述SDP信息内，使服务器在不了解媒体格式的情况下向客户传输媒体流的参数集成为可能。从而，所述参数集在任意媒体之前被传输，并且因为RTSP默认地采用传输控制协议(TCP)，对所述参数集的传输采用了可靠的传输协议。
图1所示为根据本发明一个实施例，可以将本发明应用于其中的先进视频编码(AVC)文件100的框图。所述AVC文件100包括AVC视频轨道信息160，音频轨道信息165，视频提示轨道信息170，以及音频提示轨道信息175。所述AVC文件100进一步包括音频轨道110，视频轨道120，以及提示轨道130。根据本发明，所述提示轨道130可以用于流式传输目的。
在所述AVC文件100内的所述提示轨道130包括用于辅助包构成的流服务器特殊指令。这个信息的提供方式使得服务器能够以适于采用特定网络进行流式传输的方式对所述媒体数据进行打包。除了包括特殊的流指令，在所述提示轨道内还可以嵌入所述服务器被指示立即向所述客户发送的其他数据(例如并根据本发明，所述其他数据可以包括参数集)。
以下对将AVC参数集储存在AVC文件的提示轨道内的过程进行描述。图2所示为根据本发明一个实施例可以将本发明应用于其中的采用先进视频编码(AVC)的视频编码器200的框图。最初，所述AVC视频编码器200将具有至少一个输出接口，用于向以存储为目的的另一个模块传递被压缩的视频数据以及相应的元数据。在图2中还包括发送端250，用于以频带外方式传输所述参数集。所述参数集被嵌入在AVC文件的所述SDP有效载荷内部的同时被传输。
图3所示为根据本发明一个实施例由图2中AVC编码器200输出的示例元数据300的框图。由所述AVC视频编码器200传递的所述元数据300可以包括信息如被压缩的视频帧的大小210，视频帧的类型215(例如，I帧，P帧，以及B帧)，时间信息220(例如，帧速率)，其他属性225，以及新参数集230。在该应用中值得引起特别注意的是参数集230，因为该参数集230会被储存在视频流内的AVC文件中，也储存在对视频流提供参考的提示轨道中。因此，为了在所述提示轨道内对所述参数集230进行存储，要对在所述AVC视频编码器输出接口上接收到的数据进行妥善的管理。
当参数集230是所述AVC视频编码器输出的所述元数据300的一部分时，该参数集被拷贝和储存在一个库中，为以后在创建所述提示轨道时提供参考。这使得所述提示轨道的创建更加有效和简单直接，因为对所述参数集的搜寻不需要对所述媒体轨道进行从头到尾的解析。
图4所示为根据本发明一个实施例的会话描述协议(SDP)轨道描述信息400的框图。所述AVC参数集230被储存在所述提示轨道内的所述SDP轨道描述信息400内。在所述提示轨道内对所述参数集230的存储提供了一种在对流会话进行初始化的过程中利用可靠的网络传输对所述参数集230进行传输的途径。同样重要的是，提供了对当前流服务器的向后兼容，因为对所述文件不需要进行额外扩展。所述SDP轨道描述信息400进一步包括轨道持续期间的信息410，轨道描述信息420，以及其他属性430。表1所示为根据本发明一个实施例在会话描述协议(SDP)轨道描述信息内对AVC参数集进行的存储。
表1
v＝0
s＝AVC Streaming Media Program
u＝http://
e＝admin@
a＝control：*
a＝range：npt＝0-60.96
m＝video 0 RTP/AVP 96
a＝rtpmap：96 AVC/90000
a＝paramset：”data：video/jvt；base64，MIME encoded ParameterSets”
a＝control：trackID＝2
m＝audio 0 RTP/AVP 14
a＝rtpmap：14 MPA/22050
a＝control：track ID＝6
参数集信息可以在被嵌入到所述提示轨道的所述SDP有效载荷内以前采用多用途互联网邮件扩展(MIME)进行编码。
图5是根据本发明一个实施例用于将参数集插入AVC文件599的提示轨道内的设备500的高层框图。所述设备500包括媒体及元数据管理器510，元数据解析器520，插入模块530，媒体写入模块540，元数据写入模块550，提示轨道写入模块560，以及普通文件写入模块570。
所述媒体及元数据管理器510对视频数据501和元数据502进行接收。所述媒体及元数据管理器510确保所述文件写入过程的妥善进行，并确保没有采用不一致的模式写入所述文件。在大多数情况下，在所述文件中首先存在的应该是所述元数据502，随后是所述媒体数据轨道以及所述提示轨道。因此，所述媒体及元数据管理器510用于控制所述写入过程。
有三个主要的写入模块(540，550，560)与所述普通文件写入模块570相接。可见所述三个模块中的每一个都同时向所述普通文件写入模块传输数据，但是实际上这些模块所传输的数据都要以特定顺序被写入(例如，如前所述的顺序，即元数据、媒体数据、和索引数据)。以下将结合附图6-8对这些写入模块进行进一步的描述。
图6所示为根据本发明一个实施例产生元数据表并将所述元数据表写入AVC文件的高层框图。图7所示为根据本发明一个实施例将媒体数据写入AVC文件的高层框图。图8所示为根据本发明一个实施例将提示轨道写入AVC文件的高层框图。如上所述，将AVC提示轨道写入AVC文件的过程包括从所述元数据中提取所述参数集并且将所述参数集储存在所述提示轨道SDP信息内的操作。
参考图6和8，元数据被输入到所述媒体及元数据管理器510。如已知的，元数据是一组数据结构，用于储存媒体相关信息，例如但不限于，时间戳，帧大小，参数集等等。元数据被用于例如为了如解码、编码、显示、访问、以及传输目的，使相应的媒体与附加数据保持同步。
所述媒体及元数据管理器510从所述媒体中提取所述元数据，并且为了搜寻参数集对所述元数据进行解析(见图8)。因此，如果在所述元数据中存在参数集，所述元数据解析器520就会对所述参数集进行提取并将其提供给所述提示轨道的SDP数据结构。否则，当没有找到参数集的时候，所述元数据解析器520就将所述元数据转换为标准化数据结构，提供一种将所述信息写入文件的途径。所述元数据写入模块550利用所述普通写入模块570的应用程序接口(API)将所述元数据写入所述AVC文件599。
在图7中，所述媒体及元数据管理器510对所述媒体和所述媒体总的大小进行提取。该数据随后被直接提供给所述媒体写入模块540。所述媒体写入模块也利用所述普通写入模块570的API将所述媒体样本写入所述AVC文件599。
尽管在此结合附图对具体实施例进行了描述，但应该理解的是本发明并不限于这些具体的实施例，并且本领域普通技术人员不需要脱离本发明的范围或精神就可以预想到各种其他的变化以及改进。如从属权利要求所定义的那样，所有这些变化和改进都应该被纳入本发明的范围。

Claims (16)

1.一种用于促进视频信息的流式传输的方法，包括以下步骤：
通过将参数信息嵌入到文件的提示轨道的会话描述协议有效荷载内来嵌入参数信息以促进对所述视频信息的流式传输，所述文件还保留所述视频信息，使得所述参数信息与所述视频信息分开，从而能够独立于所述视频信息对所述参数信息进行流式传输。
2.如权利要求1所述的方法，其中嵌入所述参数信息的步骤进一步包括对所述参数信息在被嵌入到所述提示轨道的会话描述协议有效载荷内以前以多用途互联网邮件扩展进行编码的步骤。
3.如权利要求1所述的方法，进一步包括以频带外的传输方式对所述参数信息进行传输的步骤。
4.如权利要求3所述的方法，其中所述对所述参数信息进行传输的步骤进一步包括采用传输控制协议对所述参数信息进行传输的步骤。
5.如权利要求3所述的方法，其中所述对所述参数信息进行传输的步骤进一步包括采用实时流协议对参数信息进行传输的步骤。
6.如权利要求1所述的方法，进一步包括以独立于媒体的传输方式对所述参数信息进行传输的步骤。
7.如权利要求1所述的方法，进一步包括在传输对应于所述参数信息的任何媒体之前对所述参数信息进行传输的步骤。
8.如权利要求1所述的方法，进一步包括从对应于至少一项媒体流的元数据中提取所述参数信息的步骤。
9.一种用于促进视频信息的流式传输的设备，包括：
嵌入装置，用于通过将参数信息嵌入到提示轨道的会话描述协议有效荷载内以将所述参数信息嵌入到文件中，所述文件还保留所述视频信息，使得所述参数信息位于所述文件的与所述视频信息分开的一部分中，从而能够独立地对所述参数信息进行流式传输。
10.如权利要求9所述的设备，其中采用多用途互联网邮件扩展方式对由所述嵌入装置嵌入在所述会话描述协议有效载荷内的所述参数信息进行编码。
11.如权利要求9所述的设备，进一步包括采用频带外传输方式对所述参数信息进行传输的发送端。
12.如权利要求11所述的设备，其中所述发送端采用传输控制协议对参数信息进行传输。
13.如权利要求11所述的设备，其中所述发送端利用实时流协议对参数信息进行传输。
14.如权利要求9所述的设备，进一步包括以独立于媒体的传输方式对所述参数信息进行传输的发送端。
15.如权利要求9所述的设备，其中所述发送端在传输对应于参数信息的任何媒体之前对所述参数信息进行传输。
16.如权利要求9所述的设备，进一步包括从对应于至少一项媒体流的元数据中提取所述参数信息的提取器。
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