RU2492588C2 - Способ и устройство передачи видеопотока - Google Patents

Способ и устройство передачи видеопотока Download PDF

Info

Publication number
RU2492588C2
RU2492588C2 RU2011137481/07A RU2011137481A RU2492588C2 RU 2492588 C2 RU2492588 C2 RU 2492588C2 RU 2011137481/07 A RU2011137481/07 A RU 2011137481/07A RU 2011137481 A RU2011137481 A RU 2011137481A RU 2492588 C2 RU2492588 C2 RU 2492588C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
resolution
quality
user
user devices
video stream
Prior art date
Application number
RU2011137481/07A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2011137481A (ru
Inventor
Срисакул ТАКОЛСРИ
Вольфганг КЕЛЛЕРЕР
Original Assignee
Нтт Докомо, Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Нтт Докомо, Инк. filed Critical Нтт Докомо, Инк.
Publication of RU2011137481A publication Critical patent/RU2011137481A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2492588C2 publication Critical patent/RU2492588C2/ru

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04H—BROADCAST COMMUNICATION
    • H04H60/00—Arrangements for broadcast applications with a direct linking to broadcast information or broadcast space-time; Broadcast-related systems
    • H04H60/76—Arrangements characterised by transmission systems other than for broadcast, e.g. the Internet
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00—Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/20—Servers specifically adapted for the distribution of content, e.g. VOD servers; Operations thereof
    • H04N21/25—Management operations performed by the server for facilitating the content distribution or administrating data related to end-users or client devices, e.g. end-user or client device authentication, learning user preferences for recommending movies
    • H04N21/266—Channel or content management, e.g. generation and management of keys and entitlement messages in a conditional access system, merging a VOD unicast channel into a multicast channel
    • H04N21/2662—Controlling the complexity of the video stream, e.g. by scaling the resolution or bitrate of the video stream based on the client capabilities
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L65/00—Network arrangements, protocols or services for supporting real-time applications in data packet communication
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L65/00—Network arrangements, protocols or services for supporting real-time applications in data packet communication
    • H04L65/1066—Session management
    • H04L65/1083—In-session procedures
    • H04L65/1094—Inter-user-equipment sessions transfer or sharing
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00—Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/20—Servers specifically adapted for the distribution of content, e.g. VOD servers; Operations thereof
    • H04N21/23—Processing of content or additional data; Elementary server operations; Server middleware
    • H04N21/234—Processing of video elementary streams, e.g. splicing of video streams or manipulating encoded video stream scene graphs
    • H04N21/2343—Processing of video elementary streams, e.g. splicing of video streams or manipulating encoded video stream scene graphs involving reformatting operations of video signals for distribution or compliance with end-user requests or end-user device requirements
    • H04N21/234363—Processing of video elementary streams, e.g. splicing of video streams or manipulating encoded video stream scene graphs involving reformatting operations of video signals for distribution or compliance with end-user requests or end-user device requirements by altering the spatial resolution, e.g. for clients with a lower screen resolution
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00—Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/20—Servers specifically adapted for the distribution of content, e.g. VOD servers; Operations thereof
    • H04N21/23—Processing of content or additional data; Elementary server operations; Server middleware
    • H04N21/234—Processing of video elementary streams, e.g. splicing of video streams or manipulating encoded video stream scene graphs
    • H04N21/2343—Processing of video elementary streams, e.g. splicing of video streams or manipulating encoded video stream scene graphs involving reformatting operations of video signals for distribution or compliance with end-user requests or end-user device requirements
    • H04N21/23439—Processing of video elementary streams, e.g. splicing of video streams or manipulating encoded video stream scene graphs involving reformatting operations of video signals for distribution or compliance with end-user requests or end-user device requirements for generating different versions
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00—Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/20—Servers specifically adapted for the distribution of content, e.g. VOD servers; Operations thereof
    • H04N21/23—Processing of content or additional data; Elementary server operations; Server middleware
    • H04N21/24—Monitoring of processes or resources, e.g. monitoring of server load, available bandwidth, upstream requests
    • H04N21/2402—Monitoring of the downstream path of the transmission network, e.g. bandwidth available
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00—Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/60—Network structure or processes for video distribution between server and client or between remote clients; Control signalling between clients, server and network components; Transmission of management data between server and client, e.g. sending from server to client commands for recording incoming content stream; Communication details between server and client 
    • H04N21/63—Control signaling related to video distribution between client, server and network components; Network processes for video distribution between server and clients or between remote clients, e.g. transmitting basic layer and enhancement layers over different transmission paths, setting up a peer-to-peer communication via Internet between remote STB's; Communication protocols; Addressing
    • H04N21/647—Control signaling between network components and server or clients; Network processes for video distribution between server and clients, e.g. controlling the quality of the video stream, by dropping packets, protecting content from unauthorised alteration within the network, monitoring of network load, bridging between two different networks, e.g. between IP and wireless
    • H04N21/64784—Data processing by the network
    • H04N21/64792—Controlling the complexity of the content stream, e.g. by dropping packets
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/18—Information format or content conversion, e.g. adaptation by the network of the transmitted or received information for the purpose of wireless delivery to users or terminals

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
  • Two-Way Televisions, Distribution Of Moving Picture Or The Like (AREA)
  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу и устройству для передачи видео. Техническим результатом является создание способа и устройства для выполнения услуги передачи информации между пользовательскими устройствами, в которых учитывается возможное ухудшение восприятия качества пользователями по причине ограниченных ресурсов сети. Указанный технический результат достигается тем, что предложен способ передачи видеопотока, имеющего первое разрешение, из первого пользовательского устройства во второе пользовательское устройство, имеющее экран больших размеров с несколькими вторыми разрешениями, которые выше первого разрешения, при этом одновременно одно или несколько третьих пользовательских устройств принимают видеопотоки через этот же компонент сети, имеющий ограниченную пропускную способность, отличающийся тем, что он включает: выполнение операции оптимизации для определения второго разрешения, которое должно быть выбрано из нескольких вторых разрешений в принимающем пользовательском устройстве для видеопотока, причем операция оптимизации включает: использование в качестве входной информации для операции оптимизации функций полезности, которые определяются предварительно и представляют собой, для каждого видеопотока соответствующее качество, воспринимаемое пользователем, в зависимости от разрешения видеопотока и назначенной скорости передачи данных, причем при выполнении операции оптимизации на основе функций полезности для указанных видеопотоков вычисляется общий показатель качества, который вычисляется таким образом, чтобы найти среди возможных разрешений и скоростей передачи данных, которые могут быть назначены второму пользовательскому устройству, и среди возможных скоростей передачи данных, которые могут быть назначены видеопотокам, принимаемым третьими пользовательскими устройствами, после передачи указанного видеопотока, такое разрешение и такие скорости передачи данных, которые должны быть назначены второму и третьим пользовательским устройствам после передачи и для которых общий показатель качества достигает своего оптимума или экстремума; и задание второго разрешения и скоростей передачи данных для потоков, принимаемых вторым и третьим пользовательскими устройствами после передачи указанного видеопотока, в соответствии с результатом процедуры оптимизации, так что общий показатель качества достигает своего экстремума. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 6 ил.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к способу и устройству для передачи видеопотока.
При оказании услуги передачи информации между пользовательскими устройствами (услуга IUT) возникает проблема оптимизации назначения ресурсов на основе качества восприятия (QoE) и принятия решения на основе QoE. Услуга IUT в сетях 3GPP (3rd Generation Partnership Project - Проект партнерства третьего поколения) позволит пользователю передавать мультимедийную информацию между разными устройствами. Эти услуги могут включать следующие операции: передачу, выборку, добавление, стирание и копирование мультимедийной информации. Полный перечень всех возможных IUT-операций можно найти в документе TS 22.228, подраздел 7.13 (см. "3GPP: TS 22.228: Требования к уровню услуг для подсистемы мультимедийной поддержки сети Интернет (этап 1), выпуск 10", декабрь 2009). Предложенный алгоритм может быть применен в любых сетях, в которых оператор хотел бы обеспечивать услугу IUT. В более общем смысле сценарий, к которому применяется нижеописанное изобретение, не ограничивается передачей сеанса IUT, поскольку изобретение может применяться ко всем сценариям, в которых осуществляется передача сеанса или его частей между терминалами. Этот процесс описывается ниже более подробно.
Хотя мобильные устройства постоянно совершенствуются и обеспечивают все более широкий круг возможностей по передаче мультимедийных данных с использованием сети Интернет, однако их возможности ограничиваются пропускной способностью, размером дисплея и вычислительной мощностью. Стационарные мультимедийные терминалы, такие как телевизоры с USIM-картами (Universal Subscriber Identity Module - универсальный модуль идентификации абонента), аппараты Инернет-телефонии, устройства проведения видеоконференций, встроенные устройства и программы, обеспечивающие функции телефонной связи, повышают удобство пользования, но они не обеспечивают мобильность. Передача активных мультимедийных сеансов между этими устройствами позволяет одновременно или поочередно использовать мобильные и стационарные устройства, объединяя их достоинства в одном "виртуальном" устройстве.
Существует несколько способов обеспечения такой услуги. Для широкого распространения технологии наиболее легким и многообещающим способом представляется развитие стандартного протокола. Первая стандартизованная технология, в которой для обеспечения мобильности сеанса используется Протокол инициирования сеанса (SIP), была разработана в Рабочей группе по стандартам для сети Интернет (IETF) (см. "Мобильность сеанса в рамках Протокола инициирования сеанса", R.Shacham, Н.Schulzrinne, S.Thakolsri и W.Kellerer, RFC 5631, 2009, октябрь). В рамках 3GPP концепция мобильности сеанса была принята и стандартизована в качестве так называемой услуги IUT (передачи между устройствами пользователя) (см. "3GPP: TS 23.237: Непрерывность услуги в мультимедийной подсистеме сети Интернет (стадия 2), выпуск 10", 2009, декабрь). Благодаря централизованной архитектуре сети в 3GPP (см. "3GPP: TS 23.237: Непрерывность услуг в мультимедийной подсистеме сети Интернет (стадия 2), выпуск 10", 2009, декабрь) решение протокола для IUT использует подход на основе протокола SIP, который отличается от подхода на основе решения IETF, который больше подходит для архитектуры сквозной передачи (end-to-end architecture). Кроме того, услуга IUT включает не только передачу и выборку мультимедийных данных, но другие возможности работы с такими данными.
Обеспечивать услугу IUT в среде стационарной сети легче, чем в мобильной сети, поскольку в первом случае обычно имеются достаточные сетевые ресурсы для выполнения любых запросов приложений. В среде мобильной сети решить эту задачу сложнее, поскольку ресурсы сети ограниченны, и обеспечение высокой скорости передачи данных требует больших затрат. Кроме того, пропускная способность также сильно зависит от качества канала беспроводной связи, которое все время меняется.
С точки зрения оператора обеспечение непрерывности услуг, таких как услуга IUT, требует более высокого уровня планирования в сети, а не простого использования стандартной процедуры инициирования вызова, с условием резервирования ресурсов сети, как это определено в подпункте 5.1.3 документа "3GPP: TS 24.229: Протокол управления вызовом при передаче мультимедийной информации в сети Интернет на основе Протокола инициирования сеанса (SIP) и Протокола описания сеанса (SDP) (стадия 3), выпуск 9", 2009, декабрь. Например, перед началом операции IUT пользователь может просматривать видеоматериал на своем мобильном устройстве с низким разрешением. Когда базовая сеть принимает запрос на передачу видеоматериала на стационарный телевизор, в котором имеется USIM-карта и который поддерживает гораздо более высокое разрешение, некоторый компонент в базовой сети резервирует несущий канал для обеспечения высокой скорости передачи данных, как это необходимо в случае высокого разрешения монитора телевизора. При задании несущего канала с высокой скоростью передачи данных качество восприятия у других пользователей, использующих другие приложения, может резко ухудшиться. В результате, эти пользователи будут недовольны и могут переключиться на других операторов.
Если сеть не перегружена, то она имеет достаточные ресурсы для обеспечения максимально возможного разрешения в случае запроса услуги IUT, и никаких проблем не возникает. Запрошенная услуга IUT будет выполняться, как это определено стандартной процедурой. Однако, если сеть перегружена, и в ней не будет сетевых ресурсов для обеспечения запрошенной услуги IUT, оператор сети должен использовать ограниченные ресурсы наиболее эффективным образом. Например, оператор должен оптимизировать выделение (назначение) ресурсов сети, так чтобы все-таки удовлетворить всех пользователей, или чтобы обеспечение услуги IUT для запросившего ее пользователя по меньшей мере оказывало на остальных пользователей наименьшее влияние.
В статье "Межуровневая оптимизация обслуживания многих пользователей мультимедийных приложений на основе экспертной оценки восприятия качества (MOS) для передачи мультимедийной информации в мобильных сетях", S.Khan, S.Duhovnikov, E.Steinbach и W.Kellerer, Advances in Multimedia, 2007, ID 94918, описываются возможности оптимизации назначения ресурсов сети для обеспечения максимальной эффективности системы, определяемой по общему показателю восприятия качества пользователями для многопользовательских мультимедийных приложений. Возможности обеспечения одинакового уровня восприятия качества для всех пользователей независимо от типов приложений изложены в публикации "Межуровневая оптимизация в соответствии с восприятием качества для технологии высокоскоростной передачи пакетов в нисходящем канале", S.Thakolsri, S.Khan, E.Steinbach и W.Kellerer, Journal of Communications, Special Issue on Multimedia Communications, Networking and Applications, том 4, №9, стр.669-680, 2009, октябрь.
Однако в предшествующем уровне не рассматривается проблема изменения величины разрешения для услуги IUT в случае ограниченных ресурсов. Действительно, разрешение вообще не рассматривается в качестве входного параметра в известных процедурах оптимизации, в частности в процедурах оптимизации, относящихся к услуге IUT.
Поэтому целью настоящего изобретения является создание способа и устройства для выполнения услуги IUT, в которых учитывается возможное ухудшение восприятия качества пользователями по причине ограниченных ресурсов сети и в которых выполняется оптимизация на основе восприятия качества с учетом указанных обстоятельств.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения обеспечивается способ передачи видеопотока, имеющего первое разрешение, из первого пользовательского устройства во второе пользовательское устройство, имеющее экран больших размеров с несколькими вторыми разрешениями, которые выше первого разрешения, причем одновременно одно или несколько третьих пользовательских устройств принимают возможно другие видеопотоки через этот же компонент сети, имеющий ограниченную пропускную способность, отличающийся тем, что он включает:
выполнение операции оптимизации для определения второго разрешения, которое должно быть выбрано из нескольких вторых разрешений в принимающем пользовательском устройстве для видеопотока, подлежащего передаче, причем операция оптимизации включает:
использование в качестве входной информации для операции оптимизации функций полезности, которые определяются предварительно и представляют собой, для каждого видеопотока соответствующее качество, воспринимаемое пользователем, в зависимости от разрешения видеопотока и назначенной скорости передачи данных, причем при выполнении операции оптимизации на основе функций полезности для указанных видеопотоков вычисляется общий показатель качества, который вычисляется таким образом, чтобы найти среди возможных разрешений и скоростей передачи данных, которые могут быть назначены второму пользовательскому устройству, и среди возможных скоростей передачи данных, которые могут быть назначены видеопотокам, принимаемым третьими пользовательскими устройствами, после передачи указанного видеопотока, такое разрешение и такие скорости передачи данных, которые должны быть назначены второму и третьим пользовательским устройствам после передачи и для которых общий показатель качества достигает своего оптимума или экстремума; и
задание второго разрешения и скоростей передачи данных для потоков, принимаемых вторым и третьим пользовательскими устройствами после передачи указанного видеопотока, в соответствии с результатом процедуры оптимизации, так что общий показатель качества достигает своего экстремума.
Используя функции полезности, которые представляют собой зависимости восприятия качества пользователем не только от скорости передачи данных, но также и от разрешения, и дополнительно выполняя на основе этих функций полезности процедуру оптимизации, которая для получения оптимального общего показателя качества осуществляет поиск среди всех возможных назначений скоростей передачи данных и разрешений, можно получить оптимальный общий показатель качества, который учитывает не только скорость передачи данных, но также и разрешение при выполнении операции IUT. В результате обеспечивается возможность выполнения операции IUT даже в случае ограниченной пропускной способности путем оптимального назначения ресурсов, при котором учитываются скорости передачи данных и возможные разрешения, а также их совместное влияние на общий показатель качества.
В соответствии с другим вариантом обеспечивается по одной функции полезности для каждого приложения или видеопотока, которая представляет для соответствующего приложения или видеопотока зависимость восприятия качества от разрешения, от скорости передачи данных и/или от используемого кодека;
причем общий показатель качества вычисляется по отдельным показателям качества для первого, второго и третьих пользовательских устройств и их соответствующих видеопотоков, как это определяется функциями полезности для видеопотоков;
и оптимизация содержит поиск назначения ресурсов, которое содержит назначение одного из вторых разрешений второму пользовательскому устройству и соответствующих скоростей передачи данных второму и третьим пользовательским устройствам, которые должны использоваться во втором и третьих пользовательских устройствах после передачи указанного видеопотока.
Обеспечение для каждого приложения или видеопотока по одной функции полезности, которая представляет собой зависимость качества от разрешения, от скорости передачи данных и/или от кодека, позволяет выполнить оптимизацию с учетом различных разрешений. Поиск назначения ресурсов, которое обеспечивает оптимальный общий показатель качества, позволяет обеспечивать услугу IUT даже в случаях ограниченной пропускной способности. Общий показатель качества, получаемый на основе показателей качества для индивидуальных устройств/видеопотоков, обеспечивает при выполнении процедуры оптимизации учет всех вовлеченных сторон.
В соответствии с одним из вариантов оптимум или экстремум общего показателя качества включает одну или несколько из следующих величин:
максимум среднего показателя качества для второго и третьих пользовательских устройств;
максимум полной суммы показателей качества второго и третьих пользовательских устройств;
максимум среднего общего показателя качества для второго и третьих пользовательских устройств при обеспечении минимального уровня качества для указанного передаваемого видеопотока;
минимум разницы показателей качества у второго и третьих пользовательских устройства после передачи.
Указаны подходящие варианты для обеспечения оптимизации общего показателя качества, чтобы определить функцию оптимизации или целевую функцию для выполнения операции оптимизации.
В соответствии с одним из вариантов дополнительно к разрешениям, имеющимся во втором пользовательском устройстве, во втором и/или в третьих пользовательских устройствах также имеется несколько кодеков, и функция полезности для указанного потока, который должен быть передан во второе пользовательское устройство, представляет собой восприятие качества пользователем в соответствии с выбранным разрешением и выбранным кодеком, и/или функции полезности для потоков, принимаемых третьими пользовательскими устройствами, представляют собой восприятие качества пользователем в соответствии с выбранным кодеком, причем процесс оптимизации обеспечивает оптимизацию общего показателя качества в соответствии с функциями полезности, имеющимися вторыми разрешениями и имеющимися кодеками дополнительно к указанным скоростям передачи данных, или вместо них для, определения второго разрешения и кодека, для которых общий показатель качества достигает оптимума.
Это дает возможность учитывать различные имеющиеся кодеки, либо вместо различных доступных скоростей передачи данных, либо в дополнение к ним. Оптимизация может быть выполнена путем поиска оптимального разрешения и оптимальной скорости передачи данных, путем поиска оптимального разрешения и оптимального кодека и путем поиска оптимального сочетания указанных трех параметров.
В соответствии с одним из вариантов при вычислении общего показателя качества соответствующим разным разрешениям присваиваются разные приоритеты путем применения весовой функции к функции полезности видеоматериала, которая указывает уровень восприятия качества пользователем для второго пользовательского устройства, таким образом, чтобы для более высокого разрешения соответствующему уровню показателя восприятия качества пользователем присваивался более высокий вес.
Это дает возможность при выполнении оптимизации обеспечивать учет более высокого разрешения с более высоким весом.
В соответствии с одним из вариантов весовая функция содержит весовой коэффициент, величина которого больше для более высоких разрешений и который применяется к восприятию качества пользователем, полученному из функции полезности для видеопотока, который должен быть передан во второе пользовательское устройство.
Таким образом, обеспечивается возможность точного учета конкретной ситуации с помощью весового коэффициента.
В соответствии с одним из вариантов весовая функция содержит весовой коэффициент, применяемый к уровню восприятия качества пользователем, указанному функцией полезности, причем весовой коэффициент растет быстрее при небольших разрешениях и медленнее при более высоких разрешениях.
Таким образом, обеспечивается возможность точного учета конкретной ситуации с помощью весового коэффициента.
В соответствии с одним из вариантов весовой коэффициент определяется одним или несколькими следующими факторами:
приростом восприятия качества пользователем, которое происходит при изменении от меньшего разрешения к более высокому разрешению;
функцией затрат, которая представляет собой показатель затрат ресурсов сети, необходимых для поддержания на прежнем уровне показателя восприятия качества пользователем при переходе от первого разрешения ко второму разрешению.
В соответствии с вышеуказанным может быть получен весовой параметр.
В соответствии с одним из вариантов прирост восприятия качества пользователем определяется экспериментально путем опроса группы пользователей о приросте их восприятия качества для некоторого изменения разрешения, для получения функции, которая представляет прирост качества при изменения от исходного разрешения к более высокому разрешению, и/или указанная функция затрат определяется оператором сети для задания показателя затрат в зависимости от дополнительной пропускной способности, которая необходима для перехода от исходного разрешения ко второму, более высокому разрешению.
Это конкретный способ определения прироста качества и функции затрат.
В соответствии с одним из вариантов указанный общий показатель для некоторого второго разрешения и необходимой дополнительной пропускной способности получают как сочетание полученного прироста восприятия качества пользователем и функции затрат для этого прироста восприятия качества и второго разрешения.
Это конкретный способ получения весового параметра.
В соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения обеспечивается устройство для передачи видеопотока, имеющего первое разрешение, из первого пользовательского устройства во второе пользовательское устройство, имеющее экран больших размеров с несколькими вторыми разрешениями, которые выше первого разрешения, причем одновременно одно или несколько третьих пользовательских устройств принимают возможно другие видеопотоки через этот же компонент сети, имеющий ограниченную пропускную способность, отличающееся тем, что оно содержит:
модуль для выполнения операции оптимизации с целью определения второго разрешения, которое должно быть выбрано из нескольких вторых разрешений в принимающем пользовательском устройстве для видеопотока, подлежащего передаче, причем операция оптимизации включает:
использование в качестве входной информации для операции оптимизации функций полезности, которые определяются предварительно и представляют собой, для каждого видеопотока соответствующее качество, воспринимаемое пользователем, в зависимости от разрешения видеопотока и назначенной скорости передачи данных, причем при выполнении операции оптимизации на основе функций полезности для указанных видеопотоков вычисляется общий показатель качества, который вычисляется таким образом, чтобы найти среди возможных разрешений и скоростей передачи данных, которые могут быть назначены второму пользовательскому устройству, и среди возможных скоростей передачи данных, которые могут быть назначены видеопотокам, принимаемым третьими пользовательскими устройствами, после передачи указанного видеопотока, такое разрешение и такие скорости передачи данных, которые должны быть назначены второму и третьим пользовательским устройствам после передачи, и для которых общий показатель качества достигает своего оптимума или экстремума; и
модуль для задания второго разрешения и скоростей передачи данных для потоков, принимаемых вторым и третьим пользовательскими устройствами после передачи указанного видеопотока, в соответствии с результатом процедуры оптимизации, так что общий показатель качества достигает своего экстремума.
Это способ осуществления устройства в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения.
В соответствии с одним из вариантов обеспечивается устройство, содержащее дополнительно средства, модули или особенности, обеспечивающие осуществление способа по одному из вариантов осуществления изобретения.
В соответствии с одним из вариантов обеспечивается компьютерная программа, содержащая программный код, который при выполнении компьютером обеспечивает выполнение этим компьютером способа по одному из вариантов осуществления изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фигура 1 - иллюстрация сценария, в котором могут применяться варианты осуществления настоящего изобретения;
фигура 2 - блок-схема алгоритма осуществления предложенного способа в соответствии с одним из вариантов;
фигура 3 - блок-схема последовательности осуществления предложенного способа в соответствии с одним из вариантов;
фигура 4 - иллюстрация другого варианта;
фигура 5 - иллюстрация еще одного варианта;
фигура 6 - иллюстрация еще одного варианта.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение описывается ниже на примерах иллюстративных вариантов осуществления изобретения. Однако сначала необходимо определить некоторые сокращения, которые будут использоваться в описании.
3GPP - Проект партнерства третьего поколения.
UE - пользовательское устройство.
IUT - передача информации между пользовательскими устройствами.
QoE - восприятие качества.
Ввиду вышеуказанных проблем оптимизации перед оператором сети встают следующие вопросы при внедрении в сети услуги IUT:
1. Как принимать решение на разрешение выполнения запрошенной услуги IUT?
2. Если выполнение запроса разрешается:
a) оказывает ли это какое-либо влияние на восприятие качества всеми другими пользователями, обслуживаемыми этой же базовой станцией? И сколь велико это влияние?
b) должен ли оператор разрешить передачу информации для максимально высокого разрешения на принимающем устройстве? Или же оператор должен выбрать другие величины разрешения видеоматериала, так чтобы восприятие качества всеми другими пользователями, обслуживаемыми этой же базовой станцией поддерживалось по возможности на наиболее высоком уровне?
3. Если выполнение запроса не разрешается, то как информировать пользователя, что запрошенная услуга IUT не будет выполнена?
Предшествующий уровень не обеспечивает подход, отвечающий на указанные вопросы по принятию решения в отношении выполнения услуги IUT. Такое решение включает задание разрешения, скорости передачи данных и/или кодека, который должен использоваться в принимающем устройстве, с учетом общего качества восприятия для всех пользователей, обслуживаемых одной и той же базовой станцией.
В соответствии с одним из вариантов в предлагаемом способе и устройстве используется оптимизация назначения ресурсов на основе критерия восприятия качества, чтобы:
- принять решение о выполнении запроса на услугу IUT; и
- выбрать подходящее разрешение видеоматериала, скорость передачи данных и/или кодек, который должен использоваться на заданном устройстве, с учетом общего восприятия качества для всех пользователей, обслуживаемых одной и той же базовой станцией или же некоторым компонентом сети, перед выполнением запрошенной операции IUT.
Для этого осуществляется оценка функции оптимизации или "целевой функции", представляющей общее качество, оптимизируемое по группе входных параметров (которая состоит из разрешения, скорости передачи данных и/или кодека для различных устройств), для которых целевая функция достигает оптимума или экстремума. Целевая функция, используемая при выполнении процесса оптимизации, может быть задана по-разному, в зависимости от принципов работы оператора сети, например, она может быть задана таким образом, чтобы обеспечивалось максимальное суммарное качество для всех пользователей, среднее суммарное качество для всех пользователей, или же может быть задана такая целевая функция, которая будет обеспечивать одинаковое качество для всех пользователей.
Используя предлагаемый способ и предлагаемое устройство, оператор сети сможет:
- оптимизировать загрузку ограниченных ресурсов сети при выполнении услуги IUT путем поддержания максимально возможного уровня удовлетворенности всех пользователей; и
- предотвращать какое-либо серьезное ухудшение общего восприятия качества для пользователей из-за выполнения операции IUT, запрошенной одним из пользователей.
Ниже описывается более подробно, со ссылками на фигуру 1, один из вариантов осуществления изобретения.
Основным отличием этого варианта от известных способов является модуль восприятия качества (QoE), который обеспечивает выполнение процесса оптимизации. На практике, как это сделано в варианте, показанном на фигуре 1, модуль QoE может быть интегрирован в сеть, например в архитектуру сети 3GPP. В рассматриваемом примере пользователь может запросить передачу видеоматериала с мобильного устройства (например, устройства на фигуре 1, который рассматривают три человека) на телевизор, находящийся в кафе, с USIM-картой. Некоторый компонент сети, который может быть базовой станцией или узлом eNodeB, обслуживающим несколько (в рассматриваемом варианте три) пользовательских устройств (UE) и имеющим определенную ограниченную суммарную скорость передачи данных на обслуживаемые им UE. Если выполнение запрошенной услуги требует превышения имеющих ресурсов сети (суммарной скорости передачи данных, которая может быть обеспечена узлом eNodeB), то может быть принято решение о назначении ограниченной пропускной способности или других ресурсов таким образом, чтобы можно было получить оптимальный компромисс между требуемым QoE на UE, которое позволяет избежать отказа в выполнении определенной услуги, такой как услуга IUT. В частности, возникает проблема, когда запрошенная услуга является услугой IUT, в которой новое устройство UE, на которое передается поток, имеет более высокое разрешение и, соответственно, требует более высокой пропускной способности.
Как показано на фигуре 1, обработка запроса услуги IUT осуществляется сервером приложения IUT (сервер IUT AS). Кроме того, имеется модуль QoE, который обеспечивает оптимизацию QoE в соответствии с целевой функцией или "функцией оптимизации" на основе заданных входных параметров. Эти входные параметры включают возможные скорости передачи данных на различных принимающих устройствах, различные возможные разрешения на принимающем устройстве услуги IUT (на фигуре 1 это большой экран) и соответствующие функции полезности, которые указывают для некоторого потока данных или для некоторого разрешения зависимость восприятия качества от скорости передачи данных. На основе этих входных параметров модуль QoE может затем выполнить оптимизацию путем подыскания такого назначения ресурсов (разрешения для вторых устройств и выделенных скоростей передачи данных, выделенных для второго и третьего обслуживаемых устройств), для которого целевая функция достигает своего экстремума. Этот процесс будет описан ниже более подробно.
В соответствии с одним из вариантов функция полезности представляет собой качество, которое зависит не только от разрешения и скорости передачи данных, но также и от выбранного кодека. В этом случае кодек также является входным параметром и может быть выбран для выполнения полной оптимизации.
Интерфейс между сервером IUT AS и модулем QoE обеспечивает обмен информацией, такой как все возможные разрешения и/или кодеки, имеющиеся в телевизоре, которая должна использоваться затем в модуле QoE для определения оптимального разрешения и кодека и которая должна быть видна на экране телевизора.
На фигуре 2 приведена блок-схема модуля QoE, который учитывает информацию об общем восприятии качества для принятия решения о разрешении операции IUT и выборе оптимального разрешения видеоматериала для операции IUT, запрошенной пользователем. Сначала, после получения сервером приложения запроса на IUT от передающего устройства он проверяет в модуле QoE, имеется ли достаточный ресурс для обеспечения максимально возможного разрешения, имеющегося на принимающем устройстве, или запрошенного разрешения (если оно явно указано пользователем) без уменьшения каких-либо ресурсов, которые выделены в данный момент другим пользователям. Если имеются достаточные ресурсы сети, то сервер AS разрешает запрошенную операцию IUT, как это определено в документе "3GPP: TS 23.237: "Непрерывность услуг в мультимедийной подсистеме сети Интернет (стадия 2), выпуск 10", 2009, декабрь. В этом случае в выполнении процедуры оптимизации нет необходимости, и она будет выполняться только в том случае, когда ограниченная пропускная способность не позволяет обеспечить все устройства необходимыми скоростями передачи данных и разрешениями.
Если же ресурсы сети недостаточны, то модуль QoE с использованием процедуры оптимизации определяет воздействие потока данных, которые должны передаваться по запросу, на общее восприятие качества всеми пользователями, обслуживаемыми этой же самой базовой станцией. Затем модуль QoE будет выбирать разрешение видеоматериала или видеокодек, которые дают оптимальное качество работы системы на основе целевой функции (или функции оптимизации), заданной предварительно оператором. Например, оператор может задать целевую функцию таким образом, чтобы оптимальный результат обеспечивал максимальное среднее восприятие качества по всем пользователям или максимальную сумму показателей восприятия качества всеми пользователями. Целевая функция использует в качестве входной информации функции полезности различных приложений, которые указывают зависимость общего качества (например, характеризуемого экспертной оценкой восприятия качества (MOS)) от скорости передачи данных. Для принимающего устройства также учитывается зависимость качества от различных величин разрешения, которые могут использоваться в этом устройстве. Например, если принимающее устройство поддерживает разрешения VGA, XGA, WXGA и HD, то для каждого из таких разрешений может быть функция полезности, которая указывает для приложения, которое должно быть передано из первого устройства во второе устройство пользователя, как восприятие качества пользователем зависит от скорости передачи данных.
Затем целевая функция определяет, на основе введенных функций полезности, назначение ресурсов, для которых целевая функция достигает оптимума. Например, целевая функция может содержать вычисление общего показателя качества, такого как "полное качество" или "сумма всех показателей качества" для различных устройств, которые принимают приложение внутри соты, обслуживаемой одной и той же базовой станцией. Целевая функция, или "функция оптимизации", может иметь следующий вид:
Figure 00000001
В рассматриваемом примере первоначально имеется три пользовательских устройства: UE1.1, UE1.2, UE2 и UE3. Услуга IUT состоит в передаче видеопотока из UE1.1 в UE1.2. В этом случае оптимизация заключается в нахождении наилучшего назначения ресурсов для устройств UE1.2, UE2 и UE3 для заданных условий, что означает определенную ограниченную пропускную способность. В этом случае целевая функция составляется таким образом, чтобы она обеспечивала нахождение назначения ресурсов, при котором максимизируется сумма величин MOS для всех трех устройств.
В вышеприведенном уравнении MOSUE1.2 - восприятие качества пользователем в устройстве UE1.2 (принимающее устройство), MOSUE2 - величина MOS для устройства UE2, MOSUE3 - величина MOS для устройства UE3. Устройство UE1.2 обеспечивает три возможных разрешения, а именно XGA, WXGA и HD.
Figure 00000002
- это набор всех возможных назначений ресурсов (скоростей передачи данных) для разрешения XGA,
Figure 00000003
- набор всех возможных назначений ресурсов для разрешения WXGA,
Figure 00000004
- набор всех возможных назначений ресурсов для разрешения HD для устройства UE1.2. Устройства UE2 и UE3 имеют только одно возможное разрешение, и поэтому для них набор возможных назначений ресурсов не зависит от разрешения, а зависит только от скорости передачи данных.
Функция полезности, которая задается заранее, например, путем ее предварительного определения испытателями для определенного приложения, указывает для определенной скорости передачи данных соответствующий уровень качества (например, величину MOS). Функция полезности может быть записана заранее в устройстве QoE или же может быть передана вместе с приложением (с видеопотоком).
Для принимающего устройства UE1.2 могут быть три различных функции полезности, по одной для каждого разрешения (XGA, WXGA и HD). Это отражается в трех отдельных наборах возможных назначений ресурсов, которые являются параметрами MOSUE1.2 в вышеприведенном уравнении (1).
Эти функции полезности могут быть использованы для выполнения вычислений, обеспечивающих определение назначения ресурсов, а именно скорости передачи данных и разрешения для каждого устройства UE, для которых целевая функция достигает оптимума, причем в случае вышеуказанной целевой функции (1) это будет назначение ресурсов, для которого полная сумма показателей восприятия качества пользователями (величин MOS) для всех трех устройств UE достигает своего максимума.
Для определения величины целевой функции для различных возможных назначений ресурсов модуль QoE может перебрать все возможные различные назначения ресурсов, например, используя последовательные единичные приращения скорости передачи данных и вычисляя соответствующие величины целевой функции. Затем набор назначений ресурсов, для которых целевая функция достигает максимальной величины, может быть выбран в качестве назначения ресурсов для отдельных устройств UE после выполнения услуги IUT.
После выполнения оптимизации модуль QoE передает информацию о выбранном разрешении видеоматериала и скорости передачи данных (и/или о видеокодеке, если он является параметром процедуры оптимизации) в сервер AS, обрабатывающий все запросы на услугу IUT, и сервер AS переходит к нормальной процедуре обработки запроса на IUT в соответствии с известными способами.
На фигуре 3 показана схема высокоуровневого обмена информацией от стадии инициирования запроса на услугу IUT до стадии выполнения запроса. Сначала запрос на услугу IUT для принимающего устройства UE направляется в сервер приложения IUT. Затем после проверки имеющихся возможностей принимающего устройства UE, таких как величина разрешения или кодек, в модуль QoE направляется запрос на проверку запрошенной услуги IUT. Этот запрос включает информацию о возможностях принимающего устройства UE.
После этого модуль QoE выполняет оптимизацию на основе предварительно заданной целевой функции и выбирает величину разрешения и/или кодек, а также скорость передачи данных для различных устройств. Затем выбранное назначение ресурсов передается в сервер IUT AS, который выполняет операцию IUT для принимающего устройства UE. После этого о результатах выполнения операции сообщается в инициирующее устройство UE, из которого пришел запрос на услугу IUT.
Необходимо отметить, что назначение ресурсов может включать выбор нескольких параметров для различных устройств, участвующих в процедуре, а именно:
назначение скорости передачи данных и/или выбор кодека, и
выбор величины разрешения для принимающего устройства.
Поэтому оптимизация назначения ресурсов может включать не только выбор скорости передачи данных для всех устройств, обслуживаемых базовой станцией, и выбор разрешения для принимающего устройства, но также и выбор кодека (возможно, отличающегося от предыдущего кодека), для которого закодирован видеопоток. В таком случае функция полезности может представлять собой не только зависимость от скорости передачи данных и от величины разрешения, но также может определяться и используемым кодеком. Если, например, имеется несколько кодеков, то для каждого кодека могут быть различные функции полезности, каждая из которых представляет собой для заданного кодека и заданной величины разрешения показатель восприятия качества пользователем (например, величину MOS) в зависимости от скорости передачи данных. Это означает, что имеется даже больше входных параметров для целевой функции; однако это также означает, что получаемый результат может быть улучшен.
Результатом работы целевой функции (функции оптимизации) является "назначение ресурсов", а именно получение набора параметров (например, скорости передачи данных и разрешения), которые выбираются для различных устройств таким образом, чтобы выполнялась задача обеспечения качества, как это определяется целевой функцией. Назначение ресурсов включает выбор из возможных величин разрешения в принимающем устройстве, выбор скоростей передачи данных для второго и третьих пользовательских устройств из возможных скоростей передачи данных, и/или выбор кодека или кодеков, используемых для видеопотоков, из имеющихся кодеков. Полученное назначение ресурсов может означать, что устройствам, которые непосредственно не участвуют в операции IUT, то есть устройствам, видеопотоки которых не передаются, будет выделена меньшая скорость передачи данных, чтобы "освободить" часть пропускной способности, которая может быть выделена принимающему устройству для выполнения операции IUT таким образом, что обеспечивалось "приемлемое качество" в принимающем устройстве.
Назначение ресурсов, полученное в результате выполнения процедуры оптимизации, может также быть таким назначением, в котором будет выбираться не "максимально возможное разрешение", а меньшее разрешение, чтобы предотвратить слишком сильное ухудшение качества в устройствах, которые не участвуют непосредственно в операции IUT.
В частности, оптимизация QoE эффективна в тех случаях, когда всех ресурсов недостаточно для выполнения операции IUT для принимающего устройства с его максимальным разрешением без осуществления каких-либо изменений. В то время как в известных способах в случае недостатка ресурсов запрос IUT мог быть просто отклонен, оптимизация QoE в соответствии с рассматриваемым вариантом осуществления изобретения все-таки обеспечивает поиск приемлемого решения путем перебора множества возможных изменений назначений ресурсов (которые включают изменения разрешения принимающего устройства, а также скоростей передачи данных и/или кодеков принимающего устройства и других устройств, не участвующих в операции IUT), чтобы найти наилучшее возможное назначение ресурсов, которое все еще обеспечивает приемлемое качество для всех вовлеченных сторон/устройств. Выбранное назначение ресурсов может предусматривать использование разрешения, которое меньше максимального разрешения принимающего устройства, и может предусматривать выбор скоростей передачи данных для третьих устройств пользователя (UE2 и UE3), которые меньше ранее использовавшихся скоростей (до выполнения услуги IUT).
Если функция оптимизации не может найти назначения, при котором общий показатель качества превышает минимальное пороговое значение, то запрос на услугу IUT может быть отклонен. Это минимальное пороговое значение задает оператор по своему усмотрению (в соответствии со своими предпочтениями).
Другой вариант осуществления изобретения описывается ниже со ссылками на фигуру 4. В этом варианте услуга IUT заключается в передаче потока данных из первого устройства UE1.1 во второе устройство UE1.2. Кроме того, этот же узел eNodeB, имеющий ограниченную пропускную способность, которая может быть распределена между различными устройствами, обслуживает также два третьих устройства UE2 и UE3.
В первом ряду на фигуре 4 показаны разные функции полезности для четырех устройств/приложений, вовлеченных в процесс. Можно видеть, что для устройства UE1.1 приведена только одна служебная функция, поскольку в этом устройстве может использоваться только одно разрешение. Функция полезности показывает для этого разрешения, как восприятие качества пользователем (в единицах MOS) зависит от скорости передачи данных (в кбит/с). Необходимо отметить, что эта функция полезности типична для определенного приложения или видеопотока; другое приложение или другой видеопоток могут иметь (и обычно имеет) другую функцию полезности.
Если в устройстве может использоваться несколько разрешений, это будет отражено несколькими функциями полезности, показанными для UE1.2 на фигуре 4. Одна функция полезности показана для разрешения VGA, другая - для разрешения XGA и еще две - для разрешений WXGA и HD. Для устройств UE2 и UE3 имеется по одной функции полезности.
Необходимо отметить, что также могут быть разные функции полезности для разных кодеков. Если, например, могут использоваться два кодека, то количество функций полезности для каждого устройства удвоится. Однако, чтобы не усложнять картину, эта ситуация на фигуре 4 не показана.
Во втором ряду на фигуре 4 указан уровень качества до выполнения операции IUT. Как можно видеть, уровень качества для устройства UE1.2 не указан, поскольку оно еще не используется.
В третьем ряду указаны входные параметры для функции оптимизации (целевой функции), а именно функции полезности для устройств UE1.2, UE2, UE3.
Они используются в качестве входных параметров для целевой функции, которая указана в четвертом ряду фигуры 4. Как можно видеть, функция оптимизации в рассматриваемом варианте заключается в нахождении назначения ресурсов, для которого полная сумма показателей восприятия качества пользователями для всех устройств (UE1.2, UE2 и UE3) после выполнения операции IUT достигает своего максимума.
В пятом ряду показан результат процедуры оптимизации. Как можно видеть, оптимальное назначение ресурсов в данном случае заключается в выборе разрешения XGA для устройства UE1.2, причем величина MOS для устройства UE1.2 составляет 3,3, для устройства UE2 - 3,7 и для устройства UE3 - 3,5. Это означает, что уровень качества на устройствах UE2 и UE3 несколько снижается в результате процедуры оптимизации для обеспечения выполнения операции IUT. Поэтому выбор сочетания третьего по величине разрешения 111 (WXGA) для устройства UE1.2 и скорости передачи данных, которое приводит к небольшому снижению качества для устройств UE2 и UE3, в данном случае обеспечивает оптимальное назначение ресурсов, которое дает наилучшее общее качество, как это определяется целевой функцией.
Необходимо отметить, что в других вариантах могут использоваться другие целевые функции. Например, вместо использования максимальной величины полной суммы показателей качества для всех устройств может быть задана целевая функция, которая максимизирует не полную сумму, а среднюю величину показателей качества для всех пользователей/устройств, которые обслуживаются одним и тем же узлом eNodeB или одной и той же сотой. В зависимости от задания целевой функции в результате оптимизации могут быть получены разные назначения ресурсов.
Другой подход для целевой функции может заключаться в том, чтобы обеспечивался определенный уровень качества для всех пользователей/устройств; это может быть, например, минимальный уровень качества, который должен обеспечиваться для всех пользовательских устройств. Используя такую целевую функцию можно оптимизировать среднее качество для всех устройств.
В другом подходе целевая функция обеспечивает минимизацию разницы уровней качества приложений, воспринимаемых всеми пользователями, например, может минимизироваться разница между самым высоким уровнем качества (по величине MOS) и самым низким уровнем качества.
Целевая функция во всех вариантах задается таким образом, что она определяла общий показатель качества, в котором объединяются показатели качества нескольких устройств, вовлеченных в операцию IUT, и функция оптимизации задается таким образом, что она осуществляет поиск назначения ресурсов, которое оптимизирует общий показатель качества, то есть поиск назначения ресурсов, для которого общий показатель качества достигает оптимума или экстремума. В качестве входного параметра для операции оптимизации используется функции полезности (качества), которая указывает для определенного приложения восприятие качества пользователем в зависимости от назначения скорости передачи данных, разрешения и, возможно, также от кодека. Затем операция оптимизации выполняется таким образом, что она вычисляет общий показатель качества на основе функций полезности для разных приложений и разных возможных назначений ресурсов множеству приложений таким образом, что общий показатель качества оптимизируется путем нахождения среди множества возможных назначений ресурсов (которые включают различные скорости передачи данных и различные разрешения) такого назначения ресурсов, для которых показатель качества достигает экстремума, в результате чего обеспечивается оптимизированное назначение ресурсов сети после выполнения операции IUT.
Ниже со ссылками на фигуру 5 рассматривается еще один вариант осуществления изобретения. Этот вариант похож на вариант, представленный на фигуре 4, однако в нем используется модифицированная целевая функция, которая включает параметр αUE1.2, назначающий разные веса разным разрешениям принимающего устройства. Пример возможной зависимости величины αUE1.2 от разрешения приведен во втором ряду фигуры 5. В этом примере можно видеть, что величина αUE1.2 при увеличении разрешения растет линейно от 0 до 1. Однако также возможны и другие способы задания весового коэффициента αUE1.2.
При использовании весового коэффициента становится возможным назначать более высокие (или более низкие) веса различным разрешениям или соответствующим им уровням качества, когда они влияют на общий показатель качества. Это обеспечивает возможность задавать предпочтительность более высоких разрешений по сравнению с низкими разрешениями, и задавая весовой коэффициент αUE1.2, его величину и зависимость от разрешения, можно задавать степень предпочтения определенного разрешения относительно других разрешений, указав его большее значение для общего показателя качества по сравнению с другими разрешениями, даже если их соответствующие величины MOS будут одинаковыми.
В соответствии с одним из вариантов весовой коэффициент задают таким образом, чтобы более высокому разрешению назначался более высокий вес. Пример такого варианта иллюстрируется на фигуре 5.
Ниже со ссылками на фигуру 6 иллюстрируется получение весового коэффициента αUE1.2. На первой стадии определяется текущий показатель восприятия качества пользователем (MOS) для устройства UE1.1 на основе функции полезности и соответствующей скорости передачи данных. На второй стадии определяется функция прироста качества, которая указывает повышение качества при переходе от передачи потока с первым разрешением к передаче потока с более высоким разрешением. Эта функция может быть определена предварительно, например, путем проведения испытаний. На фигуре 6 показано повышение качества при изменении разрешения VGA на другие разрешения, такие как XGA, WXGA и HD. Затем на третьей стадии для уровня качества устройства UE1.2 перед выполнением операции IUT (в данном случае MOS=4) определяется, какие скорости передачи данных необходимы для перехода к другим разрешениям без изменения указанного уровня качества (MOS=4). В результате могут быть получены различные "дополнительные скорости передачи данных", которые необходимы для других разрешений. На стадии 4 эти дополнительные скорости передачи данных используются для получения соответствующих затрат сети при переходе на разные разрешения, в соответствии с заранее заданной функцией затрат сети, которая представляет собой параметр затрат сети, соответствующий определенной дополнительной скорости передачи данных. Затем на стадии 5 определяется параметр αUE1.2 на основе повышения уровня удовлетворенности пользователя и затрат сети для разных разрешений, которые были определены на стадиях 2 и 4 соответственно. Задавая подходящие значения параметров a и b, указанные на фигуре 5, оператор может назначить повышенный вес либо изменению на более высокое разрешение (увеличение величины а), либо экономии ресурсов сети (увеличение величины b), что предотвращает слишком большие затраты сети.
Однако необходимо понимать, что это всего лишь один из возможных вариантов получения весового параметра αUE1.2 и что возможны и другие подходы.
Специалисту в данной области будет ясно, что способы, элементы, блоки и устройства, описанные в связи с рассмотренными вариантами изобретения, могут быть осуществлены с использованием аппаратных средств, программных средств или любых сочетаний этих средств. В частности, необходимо понимать, что варианты осуществления изобретения и описанные в связи с ними элементы модулей могут быть осуществлены с помощью компьютерной программы или компьютерных программ, выполняемых компьютером или микропроцессором. Любое устройство, в котором осуществляется изобретение, может быть одним из компонентов сети, таким как маршрутизатор, сервер, модуль, работающий в сети, или мобильным устройством, таким как мобильный телефон, смартфон, КПК или им подобное устройство.

Claims (15)

1. Способ передачи видеопотока, имеющего первое разрешение, из первого пользовательского устройства во второе пользовательское устройство, имеющее экран больших размеров с несколькими вторыми разрешениями, которые выше первого разрешения, причем одновременно одно или несколько третьих пользовательских устройств принимают видеопотоки через этот же компонент сети, имеющий ограниченную пропускную способность, отличающийся тем, что он включает:
выполнение операции оптимизации для определения второго разрешения, которое должно быть выбрано из нескольких вторых разрешений в принимающем пользовательском устройстве для видеопотока, подлежащего передаче, причем операция оптимизации включает:
использование в качестве входной информации для операции оптимизации функций полезности, которые определяются предварительно и представляют собой для каждого видеопотока соответствующее качество, воспринимаемое пользователем, которое зависит от разрешения видеопотока и назначенной скорости передачи данных, причем при выполнении операции оптимизации на основе функций полезности для указанных видеопотоков вычисляется общий показатель качества, который вычисляется таким образом, чтобы найти среди возможных разрешений и скоростей передачи данных, которые могут быть назначены второму пользовательскому устройству, и среди возможных скоростей передачи данных, которые могут быть назначены видеопотокам, принимаемым третьими пользовательскими устройствами, после передачи указанного видеопотока, такое разрешение и такие скорости передачи данных, которые должны быть назначены второму и третьим пользовательским устройствам после передачи и для которых общий показатель качества достигает своего оптимума или экстремума; и
задание второго разрешения и скоростей передачи данных для потоков, принимаемых вторым и третьим пользовательскими устройствами после передачи указанного видеопотока, в соответствии с результатом процедуры оптимизации, так что общий показатель качества достигает своего экстремума.
2. Способ по п. 1, в котором: для каждого приложения или видеопотока обеспечивается одна функция полезности, которая показывает для соответствующего приложения или видеопотока, как восприятие качества пользователем зависит от разрешения, от скорости передачи данных и/или от используемого кодека; общий показатель качества вычисляется по индивидуальным показателям качества для первого, второго и третьих пользовательских устройств и соответствующим им видеопотокам, как это определяется функциями полезности для видеопотоков; оптимизация содержит поиск назначения ресурсов, которое представляет собой назначение одного из вторых разрешений второму пользовательскому устройству и соответствующих скоростей передачи данных второму и третьим пользовательским устройствам, которые должны использоваться во втором и третьих пользовательских устройствах после передачи указанного видеопотока.
3. Способ по п. 1, в котором оптимум или экстремум общего показателя качества включает одну или несколько из следующих величин: максимум среднего показателя качества для второго и третьих пользовательских устройств; максимум полной суммы уровней качества второго и третьих пользовательских устройств; максимум среднего общего показателя качества для второго и третьих пользовательских устройств при обеспечении минимального уровня качества для указанного передаваемого видеопотока; минимум разницы показателей качества второго и третьих пользовательских устройств после передачи.
4. Способ по п. 1, в котором дополнительно к разрешениям, имеющимся во втором пользовательском устройстве, во втором и/или в третьих пользовательских устройствах также имеется несколько кодеков, и функция полезности для указанного потока, который должен быть передан во второе пользовательское устройство, представляет собой восприятие качества пользователем в соответствии с выбранным разрешением и выбранным кодеком, и/или функции полезности для потоков, принимаемых третьими пользовательскими устройствами, представляют собой восприятие качества пользователем в соответствии с выбранным кодеком, причем процесс оптимизации обеспечивает оптимизацию общего показателя качества в соответствии с функциями полезности, имеющимися вторыми разрешениями и имеющимися кодеками дополнительно к указанным скоростям передачи данных, или вместо них, для определения второго разрешения и кодека, для которых общий показатель качества достигает оптимума.
5. Способ по п. 1, в котором при вычислении общего показателя качества соответствующим разным разрешениям присваиваются разные приоритеты путем применения весовой функции к функции полезности видеоматериала, которая показывает уровень восприятия качества пользователем для второго пользовательского устройства, таким образом, чтобы для более высокого разрешения соответствующему уровню показателя восприятия качества пользователем присваивался более высокий вес.
6. Способ по п. 5, в котором весовая функция содержит весовой коэффициент, величина которого больше для большего разрешения и который применяется к восприятию качества пользователем, полученному из функции полезности для видеопотока, который должен быть передан во второе пользовательское устройство.
7. Способ по п.5, в котором весовая функция содержит весовой коэффициент, применяемый к уровню восприятия качества пользователем, указанному функцией полезности, и/или в котором весовой коэффициент растет быстрее при небольших разрешениях и медленнее при более высоких разрешениях.
8. Способ по п. 5, в котором весовой коэффициент определяется одним или несколькими следующими факторами: приростом восприятия качества пользователем, которое происходит при изменении от меньшего разрешения к более высокому разрешению; функцией затрат, которая представляет собой показатель затрат ресурсов сети, необходимых для поддержания на прежнем уровне показателя восприятия качества пользователем при переходе от первого разрешения ко второму разрешению.
9. Способ по п. 5, в котором прирост восприятия качества пользователем определяют экспериментально путем опроса группы пользователей о приросте их восприятия качества для некоторого изменения разрешения, для получения функции, которая представляет собой прирост качества при изменения от исходного разрешения к более высокому разрешению, и/или указанную функцию затрат определяет оператор сети для задания показателя затрат в зависимости от дополнительной пропускной способности, которая необходима для перехода от исходного разрешения ко второму, более высокому разрешению.
10. Способ по п. 5, в котором указанный общий показатель для некоторого второго разрешения и необходимой дополнительной пропускной способности определяется как сочетание полученного прироста восприятия качества пользователем и функции затрат для этого прироста восприятия качества и второго разрешения.
11. Устройство передачи видеопотока, имеющего первое разрешение, из первого пользовательского устройства во второе пользовательское устройство, имеющее экран больших размеров с несколькими вторыми разрешениями, которые выше первого разрешения, причем одновременно одно или несколько третьих пользовательских устройств принимают видеопотоки через этот же компонент сети, имеющий ограниченную пропускную способность, отличающееся тем, что оно содержит:
модуль для выполнения операции оптимизации для определения второго разрешения, которое должно быть выбрано из нескольких вторых разрешений в принимающем пользовательском устройстве для видеопотока, подлежащего передаче, причем операция оптимизации включает:
использование в качестве входной информации для операции оптимизации функций полезности, которые определяются предварительно и представляют собой, для каждого видеопотока соответствующее качество, воспринимаемое пользователем, в зависимости от разрешения видеопотока и назначенной скорости передачи данных, причем при выполнении операции оптимизации на основе функций полезности для указанных видеопотоков вычисляется общий показатель качества, который вычисляется таким образом, чтобы найти среди возможных разрешений и скоростей передачи данных, которые могут быть назначены второму пользовательскому устройству, и среди возможных скоростей передачи данных, которые могут быть назначены видеопотокам, принимаемым третьими пользовательскими устройствами, после передачи указанного видеопотока, такое разрешение и такие скорости передачи данных, которые должны быть назначены второму и третьим пользовательским устройствам после передачи, и для которых общий показатель качества достигает своего оптимума или экстремума; и
модуль для задания второго разрешения и скоростей передачи данных для потоков, принимаемых вторым и третьим пользовательскими устройствами после передачи указанного видеопотока, в соответствии с результатом процедуры оптимизации, так что общий показатель качества достигает своего экстремума.
12. Устройство по п. 11, в котором: обеспечивается по одной функции полезности для каждого приложения или видеопотока, которая представляет для соответствующего приложения или видеопотока зависимость восприятия качества от разрешения, от скорости передачи данных и/или от используемого кодека; общий показатель качества вычисляется по отдельным показателям качества для первого, второго и третьих пользовательских устройств и их соответствующих видеопотоков, как это определяется функциями полезности для видеопотоков; и оптимизация содержит поиск назначения ресурсов, которое представляет собой назначение одного из вторых разрешений второму пользовательскому устройству и соответствующих скоростей передачи данных второму и третьим пользовательским устройствам, которые должны использоваться во втором и третьих пользовательских устройствах после передачи указанного видеопотока.
13. Устройство по п. 11, в котором оптимум или экстремум общего показателя качества включает одну или несколько из следующих величин: максимум среднего показателя качества для второго и третьих пользовательских устройств; максимум полной суммы показателей качества второго и третьих пользовательских устройств; максимум среднего общего показателя качества для второго и третьих пользовательских устройств при обеспечении минимального уровня качества для указанного передаваемого видеопотока; минимум разницы показателей качества второго и третьих пользовательских устройств после передачи.
14. Устройство по п. 11, в котором дополнительно к разрешениям, имеющимся во втором пользовательском устройстве, во втором и/или в третьих пользовательских устройствах также имеется несколько кодеков, и функция полезности для указанного потока, который должен быть передан во второе пользовательское устройство, представляет собой восприятие качества пользователем в соответствии с выбранным разрешением и выбранным кодеком, и/или функции полезности для потоков, принимаемых третьими пользовательскими устройствами, представляют собой восприятие качества пользователем в соответствии с выбранным кодеком, причем процесс оптимизации обеспечивает оптимизацию общего показателя качества в соответствии с функциями полезности, имеющимися вторыми разрешениями и имеющимися кодеками дополнительно к указанным скоростям передачи данных, или вместо них, для определения второго разрешения и кодека, для которых общий показатель качества достигает оптимума.
15. Машиночитаемый носитель, содержащий программный код, который при его выполнении компьютером обеспечивает выполнение компьютером способа по п. 1-10.
RU2011137481/07A 2010-09-13 2011-09-12 Способ и устройство передачи видеопотока RU2492588C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP20100176432 EP2429190A1 (en) 2010-09-13 2010-09-13 Method and apparatus for transferring a video stream
EP10176432.2 2010-09-13

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011137481A RU2011137481A (ru) 2013-03-27
RU2492588C2 true RU2492588C2 (ru) 2013-09-10

Family

ID=44012608

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011137481/07A RU2492588C2 (ru) 2010-09-13 2011-09-12 Способ и устройство передачи видеопотока

Country Status (11)

Country Link
US (1) US20120062791A1 (ru)
EP (1) EP2429190A1 (ru)
JP (1) JP5559113B2 (ru)
KR (1) KR101342000B1 (ru)
CN (1) CN102404565A (ru)
AU (1) AU2011221423B2 (ru)
BR (1) BRPI1105259A2 (ru)
CA (1) CA2752004A1 (ru)
MX (1) MX2011009541A (ru)
RU (1) RU2492588C2 (ru)
TW (1) TW201212636A (ru)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130304934A1 (en) * 2011-09-29 2013-11-14 Avvasi Inc. Methods and systems for controlling quality of a media session
CN102546297B (zh) * 2011-12-31 2015-11-25 华为技术有限公司 一种用户带宽通知方法和计费装置
KR20130104943A (ko) 2012-03-16 2013-09-25 삼성전자주식회사 Ｉｍｓ 기반 무선 영상감시 시스템의 주파수 자원관리 자동화를 위한 장치 및 방법
CN102905200B (zh) * 2012-08-07 2015-01-14 上海交通大学 一种视频感兴趣区域双流编码传输方法及系统
US20140177538A1 (en) * 2012-12-21 2014-06-26 Alcatel-Lucent Usa, Inc. Load balancing and inter-cell interference coordination for heterorgeneous networks
US20180270350A1 (en) 2014-02-28 2018-09-20 Ultratec, Inc. Semiautomated relay method and apparatus
US10389876B2 (en) 2014-02-28 2019-08-20 Ultratec, Inc. Semiautomated relay method and apparatus
US20180034961A1 (en) 2014-02-28 2018-02-01 Ultratec, Inc. Semiautomated Relay Method and Apparatus
US10878721B2 (en) 2014-02-28 2020-12-29 Ultratec, Inc. Semiautomated relay method and apparatus
US10748523B2 (en) 2014-02-28 2020-08-18 Ultratec, Inc. Semiautomated relay method and apparatus
JP6572245B2 (ja) * 2015-02-04 2019-09-04 日本電信電話株式会社 体感品質最適化システム、体感品質最適化装置、レコメンド要求装置、体感品質最適化方法、レコメンド要求方法及びプログラム
CN108292437B (zh) * 2015-11-20 2022-04-26 索尼公司 图像处理装置和方法
EP3451672A1 (en) * 2017-08-29 2019-03-06 Nokia Solutions and Networks Oy Method and device for video content encoding optimisation in adaptive streaming systems
US10504536B2 (en) * 2017-11-30 2019-12-10 Logmein, Inc. Audio quality in real-time communications over a network
US11343301B2 (en) 2017-11-30 2022-05-24 Goto Group, Inc. Managing jitter buffer length for improved audio quality
CN109936752B (zh) * 2017-12-15 2021-03-30 中国移动通信集团云南有限公司 一种图像分层处理方法及装置
CN110740478A (zh) * 2018-07-18 2020-01-31 成都鼎桥通信技术有限公司 视频分辨率的协商方法和装置
US11089356B2 (en) * 2019-03-26 2021-08-10 Rovi Guides, Inc. Systems and methods for media content hand-off based on type of buffered data
WO2021024456A1 (ja) * 2019-08-08 2021-02-11 日本電気株式会社 通信制御方法、通信装置及び通信システム
US11539900B2 (en) 2020-02-21 2022-12-27 Ultratec, Inc. Caption modification and augmentation systems and methods for use by hearing assisted user
CN111866586B (zh) * 2020-07-28 2022-08-02 精英数智科技股份有限公司 井下视频数据处理方法、装置、电子设备及存储介质
WO2022201225A1 (ja) 2021-03-22 2022-09-29 日本電信電話株式会社 制御装置、制御方法及びプログラム
CN115379291B (zh) * 2022-07-19 2023-12-26 百果园技术(新加坡)有限公司 一种码表更新方法、装置、设备及存储介质

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004002130A2 (en) * 2002-06-21 2003-12-31 Thomson Licensing S.A. Ever-decreasing network qos requirements for stored video streaming in a mobile wireless interworking environment
EP1463323A1 (en) * 2003-03-25 2004-09-29 Broadcom Corporation Media processing system supporting adaptive digital media parameters based on end-user viewing capabilities
RU2301499C1 (ru) * 2004-03-18 2007-06-20 Вераз Нетворкс Лтд. Устройство и способ управления качеством в сетях передачи данных
US20080137755A1 (en) * 2005-04-11 2008-06-12 Ozgur Deniz Onur Optimal Video Adaptation for Resource Constrained Mobile Devices Based on Subjective Utility Models
RU2337492C2 (ru) * 2002-09-25 2008-10-27 Нокиа Корпорейшн Способ, система и устройство связи для информирования и предоставления параметров профиля качества обслуживания в сети
WO2010081146A2 (en) * 2009-01-12 2010-07-15 Starent Networks, Corp Transferring sessions in a communications network

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4108640B2 (ja) * 2004-04-27 2008-06-25 三菱電機株式会社 映像伝送システム
US7984179B1 (en) * 2004-06-29 2011-07-19 Sextant Navigation, Inc. Adaptive media transport management for continuous media stream over LAN/WAN environment
JP4317540B2 (ja) * 2005-08-30 2009-08-19 日本電信電話株式会社 映像品質推定装置、方法およびプログラム
JP2007221318A (ja) * 2006-02-15 2007-08-30 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 双方向映像通信サービスの品質管理・品質制御方法、品質管理方法、品質制御方法、品質管理・制御システム、品質管理装置、品質制御装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004002130A2 (en) * 2002-06-21 2003-12-31 Thomson Licensing S.A. Ever-decreasing network qos requirements for stored video streaming in a mobile wireless interworking environment
RU2337492C2 (ru) * 2002-09-25 2008-10-27 Нокиа Корпорейшн Способ, система и устройство связи для информирования и предоставления параметров профиля качества обслуживания в сети
EP1463323A1 (en) * 2003-03-25 2004-09-29 Broadcom Corporation Media processing system supporting adaptive digital media parameters based on end-user viewing capabilities
RU2301499C1 (ru) * 2004-03-18 2007-06-20 Вераз Нетворкс Лтд. Устройство и способ управления качеством в сетях передачи данных
US20080137755A1 (en) * 2005-04-11 2008-06-12 Ozgur Deniz Onur Optimal Video Adaptation for Resource Constrained Mobile Devices Based on Subjective Utility Models
WO2010081146A2 (en) * 2009-01-12 2010-07-15 Starent Networks, Corp Transferring sessions in a communications network

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JONG-CHOUL YIM et al, MSF Whitepaper on Service Continuity (IUT), MultiService Forum Technical Reports, 1 February 2010, abstract. 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Services and System Aspects; IP Multimedia Subsystem (IMS) service continuity enhancements; Service, policy and interaction; Stage 2 (Release 9), 3GPP TR 23.838, no.V9.0.0, 1 June 2009 abstract. SRISAKUL THAKOLSRI еt al, QoE-Driven Cross-Layer Optimization for High Speed Downlink Packet Access, Journal of Communications, 1 October 2009, abstract. ONUR OZGUR DENIZ et al, Optimal Video Adaptation for Resource Constrained Mobile Devices Based on Utility Theory, Partial fultilment of the reguirement for the degree of Master of Science in the Department of Electrical and Electronics Engineering, September 2003, abstract. *

Also Published As

Publication number Publication date
TW201212636A (en) 2012-03-16
JP2012070373A (ja) 2012-04-05
CA2752004A1 (en) 2012-03-13
KR101342000B1 (ko) 2014-01-02
CN102404565A (zh) 2012-04-04
BRPI1105259A2 (pt) 2014-06-17
MX2011009541A (es) 2012-03-15
AU2011221423A1 (en) 2012-03-29
AU2011221423B2 (en) 2014-05-29
US20120062791A1 (en) 2012-03-15
KR20120028823A (ko) 2012-03-23
RU2011137481A (ru) 2013-03-27
EP2429190A1 (en) 2012-03-14
JP5559113B2 (ja) 2014-07-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2492588C2 (ru) Способ и устройство передачи видеопотока
US11711720B2 (en) System and method for quality of service in a wireless network environment
US10397758B2 (en) Function selection based on utilization level in 5G environments
US8531967B2 (en) Optimizing the usage of radio resources by cross-layer reading of information from higher level control plane protocol layer
US20130222519A1 (en) Mobile device capable of multi-party video conferencing and control method thereof
US8325658B2 (en) Quality of service (QoS) resources within a wireless communications system
US11206298B2 (en) Method and system utilizing event specific priority in a network controlled uplink media transmission for a collaborative media production
US9819904B2 (en) Multi-media quality of service and quality of user experience optimization through voice prioritization
US20110145319A1 (en) Group session management and admission control of multiple internet protocol flows
Fu et al. QoE-aware traffic management for mobile video delivery
CN103906167B (zh) 一种用户设备的接入控制方法和装置
US20210243243A1 (en) Method and system for utilizing network conditions feedback for improving quality of a collaborative media production
Elgabli et al. GiantClient: Video hotspot for multi-user streaming
CN107172652B (zh) 一种基于高层业务信息的基站调度方法及装置
US9635586B2 (en) Method and apparatus for using call admission control for client balancing
Colarieti et al. QoE provisioning over mobile networks: The CASPER perspective
Corujo et al. Key function interfacing for the MEDIEVAL project video-enhancing architecture
Mariappan Predictive Methods of Always Best-Connected Networks in Heterogeneous Environment
CN102223619A (zh) 一种漫游场景下的资源策略决策方法和系统
KR20090058884A (ko) 이동통신시스템의 멀티 세션 관리방법 및 그 장치
Tzeng et al. QoS provisioning for multiple non‐real‐time services in cellular wireless networks
Luton et al. Support of mobile TV over an HSPA network
EP2704454A1 (en) Method for Optimization of Mobility Awareness in Mobile Networks

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140913