ES2854998T3

ES2854998T3 - Control de tasa de bits de vídeo

Info

Publication number: ES2854998T3
Application number: ES10175907T
Authority: ES
Inventors: Richard Chin
Original assignee: MK Systems USA Inc
Current assignee: MK Systems USA Inc
Priority date: 2010-09-09
Filing date: 2010-09-09
Publication date: 2021-09-23
Anticipated expiration: 2030-09-09
Also published as: PT2429208T; US8848784B2; EP2429208B1; US20120063510A1; EP2429208A1

Abstract

Un método de asignación de tasas de bits para servicios de vídeo en un canal de transporte, el método comprende: recibir parámetros de ponderación definidos por el usuario para cada uno de uno o más primeros servicios (410) de vídeo y tasas de bits fijas definidas por el usuario para cada uno de uno o más segundos servicios de vídeo; determinar una tasa de bits disponible para un canal de transporte para el primer y segundo servicios (420) de vídeo; restar las tasas de bits fijas de la tasa de bits disponible para obtener una tasa de bits restante disponible; asignar automáticamente una proporción de la tasa de bits restante disponible a cada primer servicio de vídeo de acuerdo con sus respectivos parámetros (430) de ponderación; multiplexar el primer y segundo servicios de vídeo en el canal de transporte de acuerdo con las proporciones asignadas de la tasa (440) de bits restante disponible y las tasas de bits fijas.

Description

DESCRIPCIÓN

Control de tasa de bits de vídeo

Campo técnico

Este documento se refiere a sistemas de transporte de vídeo y en particular, aunque no exclusivamente, donde varios servicios de vídeo comprimidos o codificados se multiplexan en un flujo de transmisión de tasa de bits fija.

Antecedentes

Los sistemas de compresión de vídeo que implementan estándares tal como MPEG2 o MPEG4/H264 generalmente están diseñados para reducir la tasa de bits del vídeo de entrada a niveles que permitan una transmisión asequible de imágenes de alta calidad. Es habitual que varios servicios de vídeo se multiplexen en un Flujo de Transporte [TS] de tasa de bits fija que ocupará canales convenientes de sistemas de transmisión conocidos. Existen diversos mecanismos de control complejos para controlar la tasa de bits de los servicios de vídeo, basados en parte en su contenido, y se usan típicamente para la difusión directa de servicios de vídeo doméstico. En algunas situaciones, los servicios de vídeo se combinan y transmiten con el propósito de devolver el material original a un estudio central o centro de procesamiento, por ejemplo, para la recopilación de noticias por satélite digital [DSNG] o la denominada " Contribution" or "Back Haul ". En estas situaciones, el método complejo habitual de controlar la tasa de bits total para la distribución doméstica no es apropiado. Normalmente, el número de canales es limitado, por ejemplo, 4 o 5, y las tasas de bits para cada servicio de vídeo son establecidas manualmente por un operador experimentado en el sitio. Se aprecia que existe un problema de subutilización del flujo de transporte cuando se establecen manualmente las tasas de bits para cada servicio de vídeo que se multiplexará en el flujo de transporte. Por ejemplo, la tasa de bits establecida por el usuario pueden no sumar la tasa de bits disponible del flujo de transporte, que resulta en bits NULOS que representan una pérdida de ancho de banda. Además, al no utilizar la tasa de bits disponible completa, los servicios de vídeo son de menor calidad de lo que podrían ser. Además, cuando se descarta un servicio de vídeo, aumentará el nivel de bits NULOS.

La solicitud de patente US2007/153916 enseña un método de asignación de bits para servicios de vídeo en un canal de transporte, donde los parámetros de ponderación para los servicios de vídeo son definidos por un usuario y a cada servicio de vídeo se le asigna automáticamente una proporción de la tasa de bits disponible para el canal de transporte de transporte de acuerdo con sus respectivos parámetros de ponderación.

Resumen de la invención

Se proporciona un método de asignación de tasas de bits para servicios de vídeo en un flujo de transporte o canal, como se define en la reivindicación 1 adjunta.

Al asignar automáticamente las tasas de bits basándose en los parámetros de ponderación definidos por el usuario y las tasas de bits fijas definidas por el usuario, el método optimiza el uso del canal de transporte o corriente asignando todo o sustancialmente toda la tasa de bits disponible. Por lo tanto, la calidad del servicio de vídeo se optimiza o maximiza, y se minimiza el número de bits NULOS en el canal de transporte.

El método también puede adaptarse a cambios en el número de servicios de vídeo multiplexados en el canal de transporte.

También se proporciona un sistema de multiplexación de servicios de vídeo y un producto de programa de ordenador que comprende un código que, cuando se ejecuta en un ordenador, lleva a cabo los métodos descritos anteriormente. Breve descripción de los dibujos

Las realizaciones se describen con referencia a los dibujos adjuntos, sólo a modo de ejemplo y sin pretender ser limitativos, en los que:

La Figura 1 es un diagrama que ilustra una aplicación de una realización;

La Figura 2 es un esquema de bloques de las características técnicas de una realización;

La Figura 3 es una interfaz de usuario de una realización; y

La Figura 4 es un diagrama de flujo de un método de acuerdo con una realización.

Descripción detallada

Refiriéndose a la figura 1, se ilustra una aplicación de una realización en la que un evento deportivo está siendo grabado y transmitido a un sitio de procesamiento central (no mostrado) para su posterior difusión a los espectadores. El campo deportivo está indicado por la referencia 100, y la acción está siendo grabada por un número de cámaras 110 de vídeo. Esto puede incluir imágenes de jugadores involucrados en un partido de fútbol junto con imágenes de comentarios de expertos, por ejemplo. Un camión 120 móvil incluye un sistema 150 de multiplexación de servicios de vídeo de acuerdo con una realización. Un número de servicios 130 de vídeo se transmiten al sistema 150, que puede codificarlos o comprimirlos. A continuación, los servicios de vídeo se multiplexan para generar un flujo de transporte o canal 140 que se transmite de vuelta al sitio de procesamiento central.

En la figura 2 se muestra un esquema de bloques del sistema 150 de multiplexación de vídeo. Este sistema 150 comprende un número de codificadores 210 correspondientes a los servicios 130 de vídeo recibidos, un multiplexor 220, una interfaz 230 de usuario y una función 240 de asignación. Los codificadores 210 pueden comprimir los servicios 130 de vídeo de acuerdo con MPEG2, MPEG4 u otro sistema de compresión de vídeo. Los servicios de vídeo comprimidos luego se transmiten al multiplexor 220 que multiplexa los servicios de vídeo de acuerdo con los respectivos ajustes de control de tasa de bits proporcionados por la función 240 de asignación Así, por ejemplo, un servicio de vídeo de alta definición puede establecerse a una tasa de bits de 20Mbs, mientras que un servicio de vídeo de definición estándar puede establecerse a una tasa de bits de 1OMbs. Los servicios de vídeo multiplexados son entonces la salida del sistema como un canal 140 de transporte, por ejemplo, como un flujo de transporte definido por MPEG2 Parte 1.

La función 240 de asignación se implementa típicamente mediante un procesador que ejecuta un algoritmo que interactúa con la interfaz 230 de usuario. La interfaz 230 de usuario recibe parámetros de ponderación definidos por el usuario o tasas de bits fijas definidas por el usuario para los servicios de vídeo. Estos parámetros para cada canal (130) se pasan a la función 240 de asignación que también determina una tasa de bits disponible para el canal 140 de transporte. La tasa de bits total del flujo 140 de transporte es típicamente fijada por un ajuste de usuario y el ancho de banda del sistema de transporte. Parte de esta tasa de bits total se usará para la sobrecarga y los datos de audio, dejando una tasa de bits disponible para los servicios de vídeo. La sobrecarga y la tasa de bits de audio se eliminan de la tasa de transferencia total para dejar una tasa de bits disponible. La tasa de bits eliminada incluye todo el audio, los datos del intervalo de supresión vertical [VBI], datos de información específica de programa [PSI] y servicio de vídeo Bmins de vídeo [un parámetro establecido por las especificaciones MPEG]. Normalmente, la tasa de bits proporcionada para datos de audio y otros de sobrecarga; es asignada por el usuario la tasa de transferencia restante es usada por el sistema para asignarla automáticamente a los servicios de vídeo. En una disposición alternativa, la tasa de bits de audio y/o de sobrecarga puede ser dinámicamente variable, en cuyo caso el sistema adapta la tasa de transferencia disponible para los servicios de vídeo en consecuencia.

La figura 3 muestra una pantalla de entrada para la interfaz 230 de usuario que puede implementarse usando un dispositivo de visualización y software apropiado, como apreciarán los expertos en la técnica. Ilustra un ejemplo de una asignación de bits que utiliza únicamente parámetros de ponderación definidos por el usuario, que no forma parte de la invención.

La pantalla muestra la tasa de bits total para el canal 310 de transporte, la tasa de bits disponible para los servicios 315 de vídeo y los diversos servicios 320 de vídeo. Los parámetros de ponderación ingresados por el usuario para cada servicio de vídeo se muestran en 325, y la proporción de la tasa de bits disponible asignada a cada servicio de vídeo se muestra en 330. A continuación, se muestra un ejemplo de cálculo de asignación para el servicio 1 de vídeo:

Parámetro de ponderación del servicio 1 = 7

Parámetros de ponderación total = 19

Se realizan cálculos similares para los otros servicios de vídeo con el fin de asignar una proporción de la tasa de bits disponible.

La tasa de servicio de cada servicio de vídeo se muestra en 335, y esto incluye bits de vídeo, audio y sobrecarga para cada servicio 320 de vídeo. Las ponderaciones reales para cada servicio de vídeo también se muestran en 340. En algunas situaciones, estas pueden no corresponder exactamente con los parámetros de ponderación ingresados por el usuario en 325 debido a restricciones del sistema. Por ejemplo, cuando la tasa de bits asignada a un servicio de vídeo estaría por debajo del mínimo definido por el estándar MPEG2, entonces la función de asignación asigna al menos esta tasa de bits mínima al servicio de vídeo y reasigna la tasa de bits restante disponible a los otros servicios de vídeo de acuerdo con sus respectivos parámetros de ponderación.

Los paquetes NULOS mostrados en 345 también son minimizados por el sistema como puede verse (Tasa de Servicio = 0.0). Estos paquetes NULOS son paquetes de flujo de transporte sin datos de vídeo y su presencia reduce efectivamente el ancho de banda disponible del flujo de transporte para transportar los servicios de vídeo. Si las tasas de bits de los servicios de vídeo se establecieron manualmente de forma incorrecta, de modo que los servicios de vídeo no utilizaran toda la tasa de bits disponible, entonces se usarían NULOS para completar el flujo de transporte.

Una vez asignadas tasas 330 de bits a cada servicio de vídeo, estas se usan para controlar los codificadores 210 respectivos para fijar la tasa de bits de cada servicio de vídeo recibido por el multiplexor 220. A continuación, los servicios de vídeo se multiplexan entonces en el flujo 140 de transporte en sus asignaciones de tasa de bits fija, junto con su audio y otros componentes de sobrecarga, con el fin de generar la tasa de bits del flujo de transporte completa. Los expertos en la técnica comprenderán la arquitectura y el funcionamiento exacto de la multiplexación, por ejemplo, como se describe en MPEG Parte 1.

En la práctica, esta realización puede usarse para asignar tasa de bits de vídeo en codificadores DSNG y de Contribución de una manera simple que da al usuario flexibilidad en cómo se asigna, pero dificulta no hacer un uso eficiente del ancho de banda disponible. En el campo, los operadores de equipos pueden ser menos hábiles en su operación y, por lo tanto, se proporciona una interfaz relativamente infalible. La asignación de tasa de bits, una vez establecida, puede permanecer en un valor estático. Sin embargo, también es posible que el sistema se adapte a parámetros cambiantes, tal como un cambio en la tasa de transferencia total o disponible, o un cambio en el número de servicios de vídeo. El sistema de la invención también permite la fijación manual de una tasa de bits para uno o más servicios de vídeo, asignando luego automáticamente las tasas de bits restantes para los otros servicios de vídeo usando los parámetros de ponderación definidos por el usuario.

En la figura 4 se muestra un método de acuerdo con una realización que no forma parte de la invención. Este método puede implementarse, por ejemplo, por el sistema de la figura 2 y la interfaz de usuario de la figura 3. En el paso 410, el método recibe parámetros de ponderación para cada servicio de vídeo codificado. Como se discutió anteriormente, esto se puede lograr usando una interfaz de usuario basada en una pantalla de visualización en la que el usuario ingresa directamente parámetros de ponderación para cada servicio de vídeo. En realizaciones alternativas de la invención, el usuario puede introducir tasas de bits fijas para uno o algunos de los servicios de vídeo y parámetros de ponderación para otros. En este caso, las tasas de bits fijas se restarán de la tasa de bits disponibles y las tasas de bits restantes del servicio de vídeo se asignarán de la tasa de bits restante disponible de acuerdo con sus respectivos parámetros de ponderación. En una realización adicional, las tasas de bits fijas son introducidas por el usuario, y el método calcula luego los parámetros de ponderación para cada servicio de vídeo basándose en las tasas de bits introducidas.

El método determina entonces la tasa de bits disponible para los servicios de vídeo en el paso 420, y como ya se describió anteriormente. Una vez determinada inicialmente, la tasa de bits disponible puede almacenarse localmente hasta que cambie. Luego, en el paso 430, el método asigna una proporción de la tasa de bits disponible a cada servicio de vídeo de acuerdo con sus respectivos parámetros de ponderación. Estas tasas de bits asignadas también pueden depender de otros factores, tales como alcanzar una tasa de bits mínima o máxima de acuerdo con las limitaciones del sistema. Por lo tanto, en el paso 460, el método verifica si alguno de los servicios de vídeo ha superado los parámetros de un sistema. En un sistema basado en MPEG, la proporción de la tasa de bits disponible asignada a cada servicio de vídeo se verifica para determinar si estos se encuentran dentro de Bmin y Bmax. Si no hay violación de los parámetros del sistema, el método pasa al paso 440 de multiplexación. Sin embargo, si se exceden los parámetros del sistema en cualquiera de los servicios de vídeo, entonces en el paso 470 el método corrige la asignación de la tasa de bits del servicio de vídeo afectado aumentando o disminuyendo su asignación de tasa de bits para cumplir con los parámetros del sistema. La tasa de bits disponible se vuelve a determinar restando la tasa de bits asignada al servicio de vídeo afectado de la tasa de bits disponible. A continuación, el método vuelve al paso 430 donde la tasa de bits disponible redeterminada se reasigna a los servicios de vídeo restantes no afectados de acuerdo con sus respectivos parámetros de ponderación.

Por ejemplo, si el parámetro de ponderación para el servicio de vídeo x da como resultado una tasa de bits por debajo de una tasa de bits mínima predeterminada Bmin, entonces el método asegura que al menos Bmin se asigne al servicio de vídeo x, y luego se asigne la tasa de bits disponible restante. a los otros servicios de vídeo de acuerdo con sus respectivos parámetros de ponderación. De manera similar, si se excediera una tasa de bits máxima predeterminada Bmax debido al parámetro de ponderación asignado al servicio de vídeo x, entonces el método asigna Bmax al servicio de vídeo x, resta este Bmax de la tasa de bits disponible y asigna esta tasa de bits restante a los otros servicios de vídeo de acuerdo con sus respectivos parámetros de ponderación. Donde sea posible, toda la tasa de bits disponible se asigna a los servicios de vídeo para reducir el número de paquetes NULOS en el flujo de transporte.

Las tasas de bits asignadas se usan luego para fijar las tasas de bits de los respectivos servicios de vídeo, que luego se multiplexan juntos en el paso 440 como se describió anteriormente. En el paso 450, el método comprueba la adición o supresión de servicios de vídeo. Si no hay cambio en el número de servicios de vídeo, entonces el método puede terminar o volver a ejecutarse desde el paso 420 como se muestra. Si hay una eliminación o adición de servicios de vídeo, el método vuelve al paso 410. Cuando se elimina un servicio de vídeo, su parámetro de ponderación se puede establecer en cero para que no se le asigne una tasa de bits en el paso 430. El método entonces reasigna la tasa de bits disponible entre los canales restantes de acuerdo con sus respectivos parámetros de ponderación. El proceso de multiplexación se actualiza luego en el paso 440. Cuando se agrega un servicio de vídeo, se solicita al usuario que ingrese un parámetro de ponderación, y la proporción de la tasa de bits disponible asignada a cada servicio de vídeo se reasigna de acuerdo con los parámetros de ponderación relativos de todos los servicios de vídeo, incluido el nuevo.

Cuando hay más servicios de vídeo de los que puede manejar un solo múltiplex o flujo de transporte, se pueden implementar sistemas adicionales de acuerdo con la figura 2 y/o métodos de acuerdo con la figura 4 en paralelo para generar flujos de transporte adicionales donde a los servicios de vídeo se les asignan tasas de bits que dependen de los parámetros de ponderación definidos por el usuario y de las tasas de bits fijas definidas por el usuario.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un método de asignación de tasas de bits para servicios de vídeo en un canal de transporte, el método comprende:

recibir parámetros de ponderación definidos por el usuario para cada uno de uno o más primeros servicios (410) de vídeo y tasas de bits fijas definidas por el usuario para cada uno de uno o más segundos servicios de vídeo; determinar una tasa de bits disponible para un canal de transporte para el primer y segundo servicios (420) de vídeo; restar las tasas de bits fijas de la tasa de bits disponible para obtener una tasa de bits restante disponible; asignar automáticamente una proporción de la tasa de bits restante disponible a cada primer servicio de vídeo de acuerdo con sus respectivos parámetros (430) de ponderación;

multiplexar el primer y segundo servicios de vídeo en el canal de transporte de acuerdo con las proporciones asignadas de la tasa (440) de bits restante disponible y las tasas de bits fijas.

2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además reasignar automáticamente una proporción de la tasa de bits restante disponible a cada primer servicio de vídeo de acuerdo con sus respectivos parámetros de ponderación en respuesta a la adición o eliminación de un primer servicio (450, 430) de vídeo.

3. Un método de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en donde recibir parámetros de ponderación definidos por el usuario para cada uno de uno o más primeros servicios de vídeo comprende además recibir las tasas de bits deseadas de entrada del usuario para cada primer servicio de vídeo y calcular los parámetros de ponderación correspondientes.

4. Un método de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en donde la proporción de la tasa de bits restante disponible asignada a cada primer servicio de vídeo se dispone además para minimizar el número de bits NULOS en el canal de transporte.

5. Un método de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en donde el primer y segundo servicios de vídeo se codifican antes de dichos pasos de asignación y multiplexación.

6. Un sistema de multiplexación de servicios de vídeo que comprende:

una interfaz (230) de usuario dispuesta para recibir y almacenar parámetros de ponderación definidos por el usuario para cada uno de uno o más primeros servicios (130) de vídeo y tasas de bits fijas definidas por el usuario para cada uno de uno o más segundos servicios de vídeo;

un procesador (240) dispuesto para determinar una tasa de bits disponible para un canal de transporte para el primer y segundo servicios de vídeo;

el procesador (240) dispuesto además para restar las tasas de bits fijas de la tasa de bits disponible para obtener una tasa de bits disponible restante;

el procesador (240) dispuesto adicionalmente para asignar automáticamente una proporción de la tasa de bits restante disponible a cada primer servicio de vídeo de acuerdo con sus respectivos parámetros de ponderación; y un multiplexor (220) controlado para multiplexar el primer y segundo servicios de vídeo en el canal de transporte de acuerdo con las proporciones asignadas de la tasa de bits restante disponible y las tasas de bits fijas, respectivamente.

7. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 6, en donde el procesador (240) está además dispuesto para reasignar automáticamente una proporción de la tasa de bits disponible restante a cada primer servicio de vídeo de acuerdo con sus respectivos parámetros de ponderación en respuesta a la adición o eliminación de un primer servicio de vídeo.

8. Un sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 6 a 7, que comprende además codificadores (210) de vídeo acoplados al multiplexor para recibir los respectivos servicios (130).de vídeo primero y segundo.

9. Un producto de programa de ordenador que comprende un código que cuando se ejecuta en un ordenador lleva a cabo el método de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5.