TW201521376A - 虛擬桌面基礎建設伺服器、由電腦執行之視訊串流傳輸方法及其電腦程式產品 - Google Patents

Abstract

虛擬桌面基礎建設伺服器、視訊串流傳輸方法及其電腦程式產品。該虛擬桌面基礎建設伺服器包含網路介面、可調適訊框過濾器及虛擬桌面基礎建設層。該可調適訊框過濾器判斷該網路介面與客戶端裝置間之頻寬低於預定臨限值，並接收一視訊之一原始封包。該原始封包包含複數個訊框，且各該訊框包含一基本層及一增強層。該可調適訊框過濾器藉由丟棄該等訊框至少其中之一之該增強層而產生一已處理封包。該虛擬桌面基礎建設層根據該已處理封包而產生一虛擬桌面基礎建設封包。該網路介面經由一視訊通道而將該虛擬桌面基礎建設封包傳送至該客戶端裝置。

Description

虛擬桌面基礎建設伺服器、由電腦執行之視訊串流傳輸方法及其電腦程式產品

本發明係關於一種虛擬桌面基礎建設伺服器、由電腦執行之視訊串流傳輸方法及其電腦程式產品；更具體而言，本發明係關於一種提供可調整之視訊串流服務之虛擬桌面基礎建設伺服器、由電腦執行之視訊串流傳輸方法及其電腦程式產品。

虛擬桌面基礎建設（Virtual Desktop Infrastructure；以下簡稱「VDI」），例如遠端桌面協定（Remote Desktop Protocol；RDP），為一種具有使用者桌面環境且可由客戶端裝置存取之遠端伺服器，其架構係描繪於第1圖中。客戶端裝置13可存取由VDI伺服器11提供之服務，或經由VDI伺服器11而存取其他網站上之服務。

在視訊串流傳輸技術中採用VDI時，需面對之一個關鍵問題為網路擁擠（network congestion）。若依據習知的視訊串流傳輸技術，在VDI伺服器11與客戶端裝置13間之網路擁擠時，視訊之訊框會被隨機丟棄。由於訊框被隨機丟棄，因此被丟棄之訊框可能是重要的訊框（例如：其他訊框所依附、參考之一訊框）。當重要的訊框被丟棄時，於客戶端裝置13處解碼後之視訊所具有之視覺品質將無法令人滿意。

綜上所述，對於VDI而言，仍亟需一種在網路擁擠時仍能提供良好視覺品質之視訊串流傳輸技術。

為解決先前技術中存在之上述問題，本發明提供一種虛擬桌面基礎建設伺服器、由電腦執行之視訊串流傳輸方法及其電腦程式產品。

本發明所提供之虛擬桌面基礎建設伺服器包含一網路介面、一可調適訊框過濾器（adaptive frame filter）以及一虛擬桌面基礎建設層。該可調適訊框過濾器用以判斷該網路介面與一客戶端裝置間之一頻寬係低於一臨限值，並接收一視訊之一原始封包（original packet）。該原始封包包含複數個訊框，其中各該訊框包含一基本層（base layer）以及一增強層（enhancement layer）。該可調適訊框過濾器藉由丟棄該等訊框至少其中之一之該增強層而產生一已處理封包（processed packet）。該虛擬桌面基礎建設層根據該已處理封包而產生一虛擬桌面基礎建設封包。該網路介面用以經由一視訊通道而將該虛擬桌面基礎建設封包傳送至該客戶端裝置。

本發明所提供之由電腦執行之該視訊串流傳輸方法包含以下步驟：(a)判斷一網路介面與一客戶端裝置間之一頻寬係低於一臨限值，(b)接收一視訊之一原始封包，其中該原始封包包含複數個訊框，且各該訊框包含一基本層以及一增強層，(c)藉由丟棄該等訊框至少其中之一之該增強層而產生一已處理封包，(d)根據該已處理封包而產生一虛擬桌面基礎建設封包，以及(e)經由一視訊通道而將該虛擬桌面基礎建設封包傳送至該客戶端裝置。

本發明所提供之該電腦程式產品包含複數個程式指令，且該等程式指令包含程式指令A至程式指令E。經由一電子裝置載入該電腦程式產品後，該電子裝置執行該電腦程式產品所包含之該等程式指令，以使該電子裝置執行一種視訊串流傳輸方法。程式指令A使該電子裝置判斷一網路介面與一客戶端裝置間之一頻寬係低於一臨限值。程式指令B使該電子裝置接收一視訊之一原始封包，其中該原始封包包含複數個訊框，且各該訊框包含一基本層以及一增強層。程式指令C使該電子裝置藉由丟棄該等訊框至少其中之一之該增強層而產生一已處理封包。程式指令D使該電子裝置根據該已處理封包而產生一虛擬桌面基礎建設封包。程式指令D使該電子裝置經由一視訊通道而將該虛擬桌面基礎建設封包傳送至該客戶端裝置。

本發明可根據虛擬桌面基礎建設伺服器與客戶端裝置間之頻寬而調整地產生用於客戶端裝置之虛擬桌面基礎建設封包。當該頻寬低於預定臨限值時，將丟棄至少一個訊框之增強層。為達成一更佳之峰值訊號雜訊比（peak signal noise ratio），被丟棄增強層之訊框為一未被其餘訊框依附、參考之訊框。透過以上技術特徵，本發明不會丟棄視訊之重要訊框（亦即，被其他訊框所依附、參考之訊框）。因此，當頻寬低於預定臨限值時，亦不會嚴重降低客戶端裝置處之視訊品質。

在參閱圖式及隨後描述之實施方式後，該技術域具有通常知識者便可瞭解本發明之其他目的，以及本發明之技術手段及實施態樣。

2‧‧‧VDI伺服器

3‧‧‧VDI伺服器

11‧‧‧VDI伺服器

13‧‧‧客戶端裝置

20a、20b‧‧‧請求訊號

21‧‧‧網路介面

22‧‧‧遠端視訊源

23‧‧‧可調適訊框過濾器

24‧‧‧客戶端裝置

25‧‧‧VDI層

26a、……、26b‧‧‧原始封包

28a、……、28b‧‧‧已處理封包

29a、……、29b‧‧‧VDI封包

37‧‧‧資料庫

39‧‧‧串流傳輸伺服器

F0、F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7、F8‧‧‧訊框

F01、F11、F21、F31、F41、F51、F61、F71、F81‧‧‧增強層

F00、F10、F20、F30、F40、F50、F60、F70、F80‧‧‧基本層

S401、S403、S405、S407、S409、S411‧‧‧步驟

第1圖係描繪一虛擬桌面基礎建設之示意圖；

第2A圖係描繪本發明第一實施例之一VDI伺服器；

第2B圖係描繪第一實施例之原始封包26a之示意圖；

第3圖係描繪本發明第二實施例之一VDI伺服器；以及

第4圖係描繪本發明第三實施例之一流程圖。

以下將透過實施例來解釋本發明所提供之虛擬桌面基礎建設（VDI）伺服器、由電腦執行之視訊串流傳輸方法及其電腦程式產品。然而，本發明的實施例並非用以限制本發明需在如實施例所述之任何環境、應用或方式方能實施。因此，關於實施例之說明僅為闡釋本發明之目的，而非用以限制本發明。須説明者，在以下實施例及圖式中，與本發明非直接相關的元件已省略而未繪示。

本發明之一第一實施例為一VDI伺服器2，其示意圖例示於第2A圖中。VDI伺服器2包含一網路介面21、一可調適訊框過濾器23以及一VDI層25。可調適訊框過濾器23電性連接至網路介面21及VDI層25。VDI層25電性至連接至網路介面21。網路介面21可為可透過各種網路接收並傳送資料之任何介面。可調適訊框過濾器23及VDI層25可由各種處理器、中央處理單元（central processing unit；CPU）、微處理器或此項技術中具有通常知識者所習知之其他計算裝置中之任意者來實現。

在本實施例中，客戶端裝置24透過VDI伺服器2來請求儲存於一遠端視訊源22中之一視訊。具體而言，客戶端裝置24將請求視訊之一請求訊號20a傳送至VDI伺服器2。網路介面21自客戶端裝置24接收請求訊號20a，並於接收到請求訊號20a後，將另一請求訊號20b傳送至遠端視訊源22。遠端視訊源22在接收到請求訊號20b之後，將視訊之複數個原始封包26a、……、26b持續地傳送至VDI伺服器2。網路介面21自遠端視訊源22接收原始封包26a、……、26b，可調適訊框過濾器23再自網路介面21接收原始封包26a、……、26b。

在本實施例中，在處理原始封包26a、……、26b中之任意一個時，可調適訊框過濾器23將判斷網路介面21與客戶端裝置24間之頻寬是否低於一預定臨限值（未繪示）。需說明者，本發明所屬技術領域中具有通常知識者應能理解，網路介面21與客戶端裝置24間之頻寬可定期地或非定期地被計算。

為方便後續說明，茲假設可調適訊框過濾器23在處理原始封包26a時判斷網路介面21與客戶端裝置24間之頻寬低於預定臨限值。請參照第2B圖，其係描繪原始封包26a之示意圖。原始封包26a包含複數個訊框F0、F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7、F8，其中訊框F0、F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7、F8分別包含一基本層F00、F10、F20、F30、F40、F50、F60、F70、F80及一增強層F01、F11、F21、F31、F41、F51、F61、F71、F81。需說明者，本發明並不限制一封包所包含之訊框數。由於網路介面21與客戶端裝置24間之頻寬低於預定臨限值，因此可調適訊框過濾器23藉由丟棄訊框F0、F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7、F8至少其中之一之增強層而產生一已處理封包28a。

於本發明之其他實施態樣中，為達成更佳之峰值訊號雜訊比（PSNR），被丟棄之增強層具有特殊的特性。具體而言，可調適訊框過濾器23自訊框F0、F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7、F8中選擇至少一個所選訊框，其中該至少一個所選訊框未被其餘訊框所依附（或參考），且被丟棄之增強層為該至少一個所選訊框之增強層。

請再參照第2B圖，其係描繪訊框F0、F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7、F8之依附關係（dependency）。以訊框F1為例，訊框F1依附於訊框F0及訊框F2，此意味著只有在得到訊框F0及訊框F2之資訊時，方能正確地將訊框F1解碼。再以訊框F6為例，訊框F6依附於訊框F4，此意味著只有在得到訊框F4之資訊時，方能正確地將訊框F6解碼。再以增強層F71為例，增強層F71依附於基本層F70，此意味著只有在得到基本層F70之資訊時，方能正確地將增強層F71解碼。在第2B圖所描繪之情形中，訊框F1、F3、F5、F7未被其餘訊框所依附。因此，可調適訊框過濾器23可選擇訊框F1、訊框F3、訊框F5及/或訊框F7作為至少一個所選訊框，並繼而丟棄該至少一個所選訊框之增強層。

若視訊符合動態影像壓縮標準（Moving Picture Experts Group；MPEG）-4、H.264或可縮放視訊編碼（Scalable Video Coding；SVC）標準，則前述訊框F0、F8為I訊框，前述訊框F2、F4、F6為P訊框，且前述訊框F1、F3、F5、F7為B訊框。該至少一個所選訊框可為該等B訊框其中之一或多個。

在可調適訊框過濾器23藉由丟棄訊框F0、F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7、F8至少其中之一之增強層而產生已處理封包28a後，VDI層25根據已處理封包28a而產生一VDI封包29a。需說明者，VDI封包29a符合一視訊通道（video channel）之要求。接著，網路介面21經由該視訊通道而將VDI封包29a傳送至客戶端裝置24。

隨後，VDI伺服器2需要處理自遠端視訊源22接收之原始封包26b。為方便後續說明，茲假設可調適訊框過濾器23在處理原始封包26b時判斷網路介面21與客戶端裝置24間之頻寬不低於預定臨限值。由於網路介面21與客戶端裝置24間之頻寬未低於預定臨限值，故可調適訊框過濾器23無需丟棄原始封包26b所包含之訊框之任何層即可產生一已處理封包28b。在可調適訊框過濾器23產生已處理封包28b之後，VDI層25根據已處理封包28b產生一VDI封包29b。需說明者，VDI封包29b符合視訊通道之要求。隨後，網路介面21經由該視訊通道而將VDI封包29b傳送至客戶端裝置24。

由客戶端裝置24之角度觀之，VDI封包29a、……、29b可藉由先前技術所提供之機制進行處理並解碼。簡言之，客戶端裝置24包含一VDI層（圖中未示出）以及一視訊編碼器（圖中未示出）。在客戶端裝置24接收VDI封包29a、……、29b之後，客戶端裝置24之視訊解碼器將解碼已處理封包29a、……、29b。

於本發明之其他實施態樣中，VDI伺服器2可特定化為一遠端桌面協定（remote desktop protocol；RDP）伺服器。對於該等實施態樣，VDI層25被特定化為一RDP層，且VDI封包29a、……、29b被特定化為RDP封包。

綜上所述，VDI伺服器2可根據VDI伺服器2與客戶端裝置24間之頻寬而調整地產生傳送予客戶端裝置24之VDI封包29a、……、29b。具體而言，當該頻寬低於預定臨限值時，將丟棄至少一個訊框之增強層。為達成更佳之峰值訊號雜訊比，被丟棄增強層之訊框為未被其餘訊框依附之訊框。依據該等技術特徵，VDI伺服器2不會丟棄視訊之重要訊框（亦即，其餘訊框所依附之訊框）。因此，當頻寬低於預定臨限值時，亦不會嚴重降低客戶端裝置24處之視訊品質。

本發明之一第二實施例為一VDI伺服器3，其示意圖係描繪於第3圖中。VDI伺服器3包含一網路介面21、一可調適訊框過濾器23、一VDI層25、一資料庫37以及一串流傳輸伺服器39。資料庫37可為一記憶體、一軟碟、一硬碟、一光碟（compact disk；CD）、一隨身碟、一磁帶、一資料庫或可儲存資料/資訊之任何儲存媒體。串流傳輸伺服器39可由各種處理器、中央處理單元（CPU）、微處理器或此項技術中具有通常知識者所習知之其他計算裝置中之任意者達成。VDI層25電性連接至網路介面21及可調適訊框過濾器23。串流傳輸伺服器39電性連接至資料庫37及可調適訊框過濾器23。

在此實施例中，視訊儲存於資料庫37中。串流傳輸伺服器39產生視訊之原始封包26a、……、26b。隨後，可調適訊框過濾器23自串流傳輸伺服器39接收原始封包26a、……、26b。在接收原始封包26a、……、26b之後，可調適訊框過濾器23、VDI層25以及網路介面21執行與第一實施例中所述者相同之操作。

簡言之，可調適訊框過濾器23根據網路介面21與客戶端裝置24間之頻寬而自原始封包26a、……、26b產生已處理封包28a、……、28b。當該頻寬低於一預定臨限值時，可調適訊框過濾器23藉由丟棄訊框至少其中之一之增強層而產生一已處理封包。相反，當該頻寬不低於一預定臨限值時，自適應性濾波訊框23無需丟棄任何訊框之任何層即可產生已處理封包。

在可調適訊框過濾器23產生已處理封包28a、……、28b之後，VDI層25根據已處理封包28a、……、28b分別產生VDI封包29a、……、29b。網路介面21經由視訊通道而將VDI封包29a、……、29b傳送至客戶端裝置24。由客戶端裝置24之角度觀之，VDI封包29a、……、29b可由先前技術所提供之機制進行處理並解碼。

綜上所述，當視訊被儲存於VDI伺服器3中時，VDI伺服器3亦可根據VDI伺服器3與客戶端裝置24間之頻寬而自適應性地產生用於客戶端裝置24之VDI封包29a、……、29b。因此，當頻寬低於預定臨限值時，亦不會嚴重降低客戶端裝置24處之視訊品質。

本發明之第三實施例為一種由電腦執行之視訊串流傳輸方法，該方法可由一電子裝置（例如：第一實施例之VDI伺服器2以及第二實施例之VDI伺服器3）執行。第三實施例之流程圖係描繪於第4圖中。

首先，執行步驟S401，接收一視訊之一原始封包，其中該原始封包包含複數個訊框且各該訊框包含一基本層以及一增強層。步驟S401可自一資料庫及一串流傳輸伺服器其中之一接收視訊之原始封包。接著，執行步驟S403，判斷一網路介面與一客戶端裝置間之一頻寬是否低於一預定臨限值。

若步驟S403判斷網路介面與客戶端裝置間之頻寬低於預定臨限值，則執行步驟S405，藉由丟棄訊框至少其中之一之增強層而產生一已處理封包。在步驟S405之後，執行步驟S409，根據該已處理封包而產生一虛擬桌面基礎建設封包。接下來，執行步驟S411，經由一視訊通道而將該虛擬桌面基礎建設封包傳送至該客戶端裝置。

於本發明之其他實施態樣中，該由電腦執行之視訊串流傳輸方法可於步驟S405之前執行另一步驟（未繪示），該另一步驟自訊框中選擇一所選訊框，其中該所選訊框為未被其餘訊框依附之訊框。對於該等實施態樣，被丟棄之該增強層為該所選訊框之該增強層。進一步言，若視訊符合MPEG-4、H.264或SVC標準，則訊框包含一I訊框、一P訊框以及一B訊框，該所選訊框為B訊框，且被丟棄之該增強層為B訊框之該增強層。

若步驟S403判斷網路介面與客戶端裝置間之頻寬不低於預定臨限值，則執行步驟S407，產生一已處理封包而無需丟棄訊框至少其中之一之增強層。同樣地，在步驟S407及S409之後，執行步驟S411。

除了上述步驟，第三實施例亦能執行第一實施例及第二實施例所描述之所有操作及功能。所屬技術領域具有通常知識者可直接瞭解第三實施例如何基於上述第一實施例及第二實施例以執行此等操作及功能，故不贅述。

在第三實施例中所闡述之由電腦執行之視訊串流傳輸方法可由一電腦程式產品加以實現。當一電子裝置載入此電腦程式產品，並執行此電腦程式產品所包含之複數個指令後，即可完成第二實施例所描述之視訊串流傳輸方法。前述之電腦程式產品可為能被於網路上傳輸之檔案，亦可被儲存於電腦可讀取記錄媒體中，例如唯讀記憶體（read only memory；ROM）、快閃記憶體、軟碟、硬碟、光碟（CD）、隨身碟、磁帶、可由網路存取之資料庫或熟習此項技術者所習知且具有相同功能之任何其他儲存媒體。

綜上所述，本發明可根據虛擬桌面基礎建設伺服器與客戶端裝置間之頻寬而調整性地產生用於客戶端裝置之虛擬桌面基礎建設之封包。當該頻寬低於預定臨限值時，會丟棄至少一個訊框之增強層。為達成更佳之峰值訊號雜訊比，被丟棄之增強層為未被其餘訊框依附之一訊框。根據以上技術特徵，本發明不會丟棄視訊之重要訊框（亦即，其餘訊框所依附之訊框）。因此，當頻寬低於預定臨限值時，亦不會嚴重降低客戶端裝置處之視訊品質。

上述實施例僅用來例舉本發明的部分實施態樣，以及闡釋本發明的技術特徵，但並非用來限制本發明的保護範疇。任何熟悉此技術者可輕易完成的改變或均等性的安排均屬於本發明所主張的範圍，而本發明的權利保護範圍以申請專利範圍為準。

國內寄存資訊【請依寄存機構、日期、號碼順序註記】

國外寄存資訊【請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記】

S401、S403、S405、S407、S409、S411‧‧‧步驟

Claims (10)

1. 一種虛擬桌面基礎建設伺服器，包含：
   　　一網路介面；
   　　一可調適訊框過濾器（adaptive frame filter），用以判斷該網路介面與一客戶端裝置間之一頻寬係低於一預定臨限值，且接收一視訊之一原始封包（original packet），其中該原始封包包含複數個訊框，各該訊框包含一基本層（baselayer）以及一增強層（enhancement layer），該可調適訊框過濾器更藉由丟棄該等訊框至少其中之一之該增強層而產生一已處理封包（processed packet）；以及
   　　一虛擬桌面基礎建設層，根據該已處理封包而產生一虛擬桌面基礎建設封包；
   　　其中，該網路介面更經由一視訊通道（video channel）而將該虛擬桌面基礎建設封包傳送至該客戶端裝置。
2. 如請求項1所述之虛擬桌面基礎建設伺服器，更包含：
   　　一資料庫，用以儲存該視訊；以及
   　　一串流傳輸伺服器（streaming server），用以產生該視訊之該原始封包；
   　　其中，該可調適訊框過濾器自該串流傳輸伺服器接收該原始封包。
3. 如請求項1所述之虛擬桌面基礎建設伺服器，其中該網路介面更自一遠端視訊源（remote videoresource）接收該視訊之該原始封包。
4. 如請求項1所述之虛擬桌面基礎建設伺服器，其中該可調適訊框過濾器自該等訊框中選擇一所選訊框，其中該所選訊框未被該等訊框中之其餘訊框所依附（dependent），且被丟棄之該增強層為該所選訊框之該增強層。
5. 如請求項4所述之虛擬桌面基礎建設伺服器，其中該等訊框包含一I訊框、一P訊框以及一B訊框，且該所選訊框為該B訊框。
6. 一種由電腦執行之視訊串流傳輸方法，包含以下步驟：
   　　判斷一網路介面與一客戶端裝置間之一頻寬係低於一預定臨限值；
   　　接收一視訊之一原始封包，其中該原始封包包含複數個訊框，且各該訊框包含一基本層以及一增強層；
   　　藉由丟棄該等訊框至少其中之一之該增強層而產生一已處理封包；
   　　根據該已處理封包而產生一虛擬桌面基礎建設封包；以及
   　　經由一視訊通道而將該虛擬桌面基礎建設封包傳送至該客戶端裝置。
7. 如請求項6所述之由電腦執行之視訊串流傳輸方法，其中該接收步驟為自一資料庫及一串流傳輸伺服器其中之一接收該視訊之該原始封包。
8. 如請求項6所述之由電腦執行之視訊串流傳輸方法，更包含以下步驟：
   　　自該等訊框中選擇一所選訊框，其中該所選訊框未被該等訊框中之其餘訊框所依附；
   　　其中，被丟棄之該增強層為該所選訊框之該增強層。
9. 如請求項8所述之由電腦執行之視訊串流傳輸方法，其中該等訊框包含一I訊框、一P訊框以及一B訊框，且該所選訊框為該B訊框。
10. 一種電腦程式產品，經由一電子裝置載入該電腦程式產品後，該電子裝置執行該電腦程式產品所包含之複數個程式指令，以執行一種視訊串流傳輸方法，該等程式指令包含：
    　　程式指令A，使該電子裝置判斷一網路介面與一客戶端裝置間之一頻寬係低於一臨限值；
    　　程式指令B，使該電子裝置接收一視訊之一原始封包，其中該原始封包包含複數個訊框，且各該訊框包含一基本層以及一增強層；
    　　程式指令C，使該電子裝置藉由丟棄該等訊框至少其中之一之該增強層而產生一已處理封包；
    　　程式指令D，使該電子裝置根據該已處理封包而產生一虛擬桌面基礎建設封包；以及
    　　程式指令E，使該電子裝置經由一視訊通道而將該虛擬桌面基礎建設封包傳送至該客戶端裝置。