TWI425838B

TWI425838B - 資料過濾方法

Info

Publication number: TWI425838B
Application number: TW097127993A
Authority: TW
Inventors: Yong-Ping Zheng; Alex Cheng
Original assignee: Inventec Appliances Corp
Priority date: 2008-07-23
Filing date: 2008-07-23
Publication date: 2014-02-01
Also published as: US8446837B2; TW201006254A; US20100023813A1

Description

資料過濾方法

本發明係關於一種資料過濾方法，並且特別地，本發明係關於一種可用來對接收中之3G數據流進行過濾的方法。其係有效地提高通話的接收端處理無效資料的能力，進而提高影音效果，並在網路不穩或系統運行高負荷應用時仍能保持較高的通話品質。

隨著科技的迅速進展，手機的軟硬體功能也發展得越來越強大，因此也使得手機的多媒體功能越來越多元化。使用者可透過手機拍攝照片、聆聽音樂或是觀賞影片。此外，以往通話兩端的使用者，只能透過手機傳遞聲音或簡訊。相較於聲音傳遞，影像傳遞所需的頻寬就大得多，因此需要較大的網路頻寬才能順利地使用視訊對話。直至今日，供手機用的行動通訊網路已經從2G時代邁向3G時代，未來更朝向4G時代邁進，因此行動通訊網路的頻寬將會越來越大，並能承載頻寬需求較大的視訊流。目前來說，使用者可透過3G手機來達到視訊通話的功能，也就是可以看到對方的影像以及聽到對方的聲音，類似於視訊會議。由於一般的3G手機配置有視訊鏡頭，使用者的動態影像可以透過視訊鏡頭擷取並透過3G網路傳輸給另一方，另一方手機的螢幕上就可以顯示出使用者的動態影像。

上述的3G-324M協定是一個複合協定，由國際組織-第三代合作伙伴計劃(3rd Generation Partnership Project, 3GPP)集成眾多通信協定修改後制定的，主要包括幾大協定組成：H.324，H.223和H.245等，各個部分負責完成特定的功能。請參閱圖一。圖一係繪示習知之視訊電話接收端1的架構圖。習知之視訊電話接收端1主要包含有3G網路設備層(network layer)12、設備驅動適配層(device driver adaptation layer)14、3G-324M協定16以及視訊電話應用層(video phone application layer)18。3G-324M協定16主要又包含有H.223協定162、H.245協定164以及H.324協定166。其中H.223協定162包含有：複合/解複合層(multiplexing/demultiplexing layer)1622以及適配層(adaptation layer)1624。簡略而言，H.223協定162主要負責的功能在於協定層資料的複合(multiplex)/解複合(demultiplex)以及錯誤處理等。其中複合/解複合的功能由複合/解複合層1622所負責，而適配層1624係用以提供誤碼控制、誤碼檢測與序列編號機制等功能。H.245協定164主要負責的功能在於控制信號的處理。

在視訊電話協定H.324M開始工作前，首先會在3G網路中建立一條位元率(bit rate)為64K的傳輸通道。一旦此通道建立完成後，H.324M便開始工作了。H.324M在視訊電話沒有音視訊和控制資料需要傳輸時，會以固定的填充碼流傳輸給通話的接收端。一般而言，填充碼均為無效的零數據。亦即，當視訊電話協定3G-324M在不工作的狀態下，系統將會收到全部是零的數據流。請參閱圖二。圖二係繪示習知之視訊電話的位元流資料的示意圖。當視訊電話協定3G-324M開始工作的狀態下，所接收到的數據(例如，視訊以及音訊數據)將會包含有3G-324M協定所定義的固定數據單元，如圖二中開頭為"E1 4D 00 00 00"之數據單元。如果有經過交握(handshaking)程序，則控制信號或視訊、音訊等數據將會按照3G-324M協定規範被填充到這些固定數據單元之間。相反地，當視訊電話協定3G-324M在沒有接收到控制信號或視訊、音訊等數據的情況下，系統會將零數據填充到固定數據單元之間，以保持固定的64K位元率。

通常，在通話的接收端接收到位元流數據時，原本的做法是將數據機(modem)收到的數據流直接傳送給3G-324M協定處理，並由3G-324M根據其協定規範對數據流進行解析並將處理結果反饋給應用程式。當遇到網路信號不強或手機通話時同步進行其他耗資源的工作的情況時，若發送按照固定64K位元流的數據，將會造成瞬間地或間隙性地出現如圖2所示的數據位元流。如圖二所示，我們可以清楚的發現數據位元流之間填充了不少無效的零數據，這些是網路層為了保持64K的速率而填充的數據，而事實也證明這些數據將導致3G-324M無法正確的進行解析處理。

然而，在使用視訊電話的過程中，使用者會發現目前的視訊電話在遇到網路信號不強，或者當通話的接收端在行進間同時在進行視訊通話的過程中操作其他應用程式(例如，同時進行多媒體簡訊收發、播放mp3、拍照、玩遊戲…等一些比較消耗CPU的功能)時，會對接收端的視訊電話的通話品質產生比較大的影響。舉例而言，會造成諸如視訊圖像出現黑塊或馬賽克(mosaic)、音訊出現雜音…等現象。究其原因，除了網路信號不強時所導致產生誤碼資料的狀況外，其實透過抓取資料分析即可以發現最重要的原因，是因為收到的資料中受網路端填充了大量無效資料，但目前的視訊電話協定3G-324M對這樣的無效資料並未能進行有效的處理。若將其當作了有效資料的一部分，將會導致後續解碼程式無法有效率地解析出原始視訊和音訊內容。

因此，本發明之主要範疇在於提供一種資料過濾方法。特別地，本發明之資料過濾方法可用來對接收中之3G數據流進行過濾。其主要係在3G-324M協定層中增加一層特別針對在網路層中所填充的無效資料(亦即，上述之零數據)之過濾機制。換言之，本發明之資料過濾方法以其有助於判定與過濾去除無效數據的作法，可使以往在使用視訊電話的過程中會遇到的問題(諸如，視訊圖像出現黑塊或馬賽克、音訊出現雜音…等)將不復見。藉此，本發明之資料過濾方法即可有效地提高通話的接收端處理無效資料的能力，進而提高影音效果，並在網路不穩或系統運行高負荷應用時仍能保持較高的通話品質。

本發明之一範疇在於提供一種資料過濾方法。根據本發明之資料過濾方法係特別用來對接收中之3G數據流進行過濾。資料過濾方法主要包含有下列步驟。首先，根據本發明之資料過濾方法執行步驟(a)：持續接收3G數據流。然後，根據本發明之資料過濾方法執行步驟(b)：判斷3G數據流是否為完整的過濾單元。若步驟(b)的判斷結果為否的話，則重新再執行步驟(a)。若步驟(b)的判斷結果為是的話，則根據本發明之資料過濾方法執行步驟(c)：判斷3G數據流是否包含無效數據。接著，若步驟(c)的判斷結果為是的話，則根據本發明之資料過濾方法執行步驟(d)：根據預定協定對無效數據進行標注。最後，根據本發明之資料過濾方法執行步驟(e)：將經標注之無效數據進行過濾去除。

藉此，根據本發明之資料過濾方法可用來對接收中之3G數據流進行過濾。其主要係在3G-324M協定層中增加一層特別針對在網路層中所填充的無效資料(亦即，上述之零數據)之過濾去除機制。換言之，本發明之資料過濾方法以其有助於判定與過濾去除無效數據的作法，可使以往在使用視訊電話的過程中會遇到的問題(諸如，視訊圖像出現黑塊或馬賽克、音訊出現雜音…等)將不復見。藉此，本發明之資料過濾方法即可有效地提高通話的接收端處理無效資料的能力，進而提高影音效果，並在網路不穩或系統運行高負荷應用時仍能保持較高的通話品質。

關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。

本發明係提供一種資料過濾方法。並且更特別地，其主要係在3G-324M協定層中增加一層過濾機制。此過濾機制係特別針對在網路層中所填充的無效資料(亦即，上述之零數據)進行過濾去除(filter out)。以下將詳述本發明之較佳具體實施例，藉以充分解說本發明之特徵、精神、優點以及實施上的簡便性。

請參閱圖三。圖三係繪示根據本發明之一較佳具體實施例之視訊電話接收端的架構圖。相較於圖一所繪示之習知視訊電話接收端1的架構，可以很清楚地由圖三得知，本發明所提出之視訊電話接收端2的架構，係特別在H.223協定262中的複合/解複合層1622之前增加了一層無效數據過濾層2626，用以對無效數據的判定和過濾相關問題進行處理。下面將進一步此無效數據過濾層的詳細實現機制進行說明。

請參閱圖四。圖四係繪示根據本發明之一較佳具體實施例之資料過濾方法的步驟流程圖。根據本發明之資料過濾方法主要係用來對接收中之3G數據流進行過濾。本發明之資料過濾方法主要包含有下列步驟。

如圖四所示，根據本發明之資料過濾方法首先執行步驟S102：持續接收3G數據流。需注意的是，3G數據流，或一段3G數據流，係可意指持續接收的3G數據、或者一段3G數據。一般而言，此步驟可藉由目前搭配應用3G系統的行動通訊裝置來實現。舉例而言，此行動通訊裝置可以是手機、個人數位助理(Personal Digital Assistant, PDA)、行動網路裝置(Mobile Internet Device, MID)及超級行動電腦(Ultra-Mobile PC, UMPC)等具有通訊功能的小型電子裝置。在此要補充的是，上述之3G數據流為應用二進制來進位之數據流。二進位是逢2進位的進位制，0、1是基本數字元號。現代的電子計算機技術全部採用的皆是二進位，因為它只使用0、1兩個數字元號，非常簡單方便，易於用電子方式實現。

然後，根據本發明之資料過濾方法執行步驟S104：判斷3G數據流是否為完整的過濾單元。於此實施例中，上述之過濾單元包含例如3G-324M數據單元。而3G-324M數據單元可包含3G-324M協定用來填充至3G數據流中的固定填充數據單元。舉例而言，在復合級別為Level2時，3G-324M數據單元可包含"E1 4D 00 00 00"或者是"87 B2 00 00 00"等固定填充數據，藉以明確表示其後面接續出現的數據係屬於3G-324M協定的數據。

在此再進一步詳細地解釋，在發送端係藉由3G-324M來不斷地以數據流的形式往外發送，舉例而言，在20個行/秒的區間中發送160個字節，即可保證固定的64K位元流的數據。由於通話的傳送端是以數據流的方式傳送，若以一幀(frame)600K的幀數據作為傳送單元進行傳送是既不切實際又沒有效率的。因此，可行的作法是將此幀數據切割成例如M個傳送單元，接著再把每個傳送單元各自獨立地傳送至通話的接收端。每個傳送單元即為上述之完整的過濾單元，並且每個完整的過濾單元皆包含有上述之3G-324M數據單元。而每個傳送單元皆會包含有特定的標誌，例如，標注是切分之後的第幾個傳送單元、開始位置與結束位置…等。

另外，在此要特別說明的是，在確定所接收之3G數據流為完整的過濾單元之後，本發明在其後所接續的任何步驟中所提及的3G數據流，或日一段3G數據流，指的皆是一段完整的過濾單元。

如圖四所示，若步驟S104的判斷結果為是的話，則根據本發明之資料過濾方法進一步執行步驟S106：判斷3G數據流是否包含無效數據。於此實施例中，上述之無效數據指的即為無效位元流-零數據。若步驟S104的判斷結果為否的話，則根據本發明之資料過濾方法再重新執行步驟S102。換言之，一直到所接收的3G數據流為完整的過濾單元之前，必須持續地進行接收3G數據流的步驟。待獲取後續數據流拼合成完整數據進行處理，直到保證待處理的數據已經是完整的過濾單元才會停止。

同樣示於圖四中，若步驟S106的判斷結果為是的話，則根據本發明之資料過濾方法進一步執行步驟S108：根據預定協定對無效數據進行標注。於此實施例中，上述之預定協定指的即為3G-324M協定中特定的標誌位(mark)。舉例而言，3G-324M協定中特定的標誌位可以是幀大小標識位、幀分割位元…等。若步驟S106的判斷結果為否的話，則根據本發明之資料過濾方法結束此較佳具體實施例中的所有步驟流程。

最後，根據本發明之資料過濾方法執行步驟S110：將經標注之無效數據進行過濾去除。在對3G數據流進行過濾之後，根據本發明之此較佳具體實施例的資料過濾方法即已結束所有步驟流程。當然，根據本發明之資料過濾方法僅是在3G-324M協定層中增加一層過濾機制。此過濾機制係特別針對在網路層中所填充的無效資料(亦即，上述之零數據)進行過濾去除。因此，經過過濾處理之後的3G數據流，照常理而言必然會進一步傳送至後續的3G-324M協定作處理。

需另外補充說明的是，採用3G-324M協定的一個優點是其所佔用的頻寬較小卻能提供足夠的影音品質。若數據流於傳輸過程中發生資料遺失或錯誤的問題，通話的接收端就可以依據3G-324M協定，自動地補上所遺失的資料或更正錯誤的資料，省去重新傳送資料所產生的延遲問題。然而，3G-324M協定原本係針對3G網路而設計，相較於區域網路(LAN)或數位用戶迴路(Digital Subscriber Line, DSL)，3G網路的頻寬有限且網路傳輸費也較貴。因此，處理器將影音資料複合為媒體流之前，會根據3G-324M協定中的視訊標準及音訊標準來重新編碼影音資料，進而能降低傳輸所需的網路頻寬。若上述的3G-324M協定再搭配本發明所提出之資料過濾方法，在將網路層中所填充的無效資料-零數據進行過濾去除後，更可大幅度地降低處理3G數據流的負荷，並藉此提昇較高的通話品質。

然而，若對所有的3G數據流都執行上述圖四的步驟流程，雖然還是可以達到過濾去除無效數據並使視訊畫面更清晰的功效，但此作法是比較沒有效率的。因此，請參閱圖五。圖五係繪示根據本發明之另一較佳具體實施例之資料過濾方法的步驟流程圖。根據本發明之資料過濾方法主要係用來對接收中之3G數據流進行過濾。並且，藉由此較佳具體實施例，可以進一步更有效率地針對最需要過濾無效訊號的3G數據流進行判定與過濾。於實際應用時，若為了能更完整地且更周延地實施本發明，本發明之資料過濾方法可以包含下列步驟。

如圖五所示，根據本發明之資料過濾方法首先執行步驟S202：持續接收來自數據機之緩衝區中之3G數據流。然後，根據本發明之資料過濾方法執行步驟S204：判斷3G數據流是否為完整的過濾單元。若步驟S204的判斷結果為否的話，則根據本發明之資料過濾方法再重新執行步驟S202。上述兩步驟的說明可參閱圖四相同步驟的相關說明，在此不再贅述。在此要特別說明的是，於此較佳具體實施例中，根據本發明之資料過濾方法更包含下列步驟。

如圖五所示，若步驟S204的判斷結果為是的話，則根據本發明之資料過濾方法進一步執行步驟S206：判斷3G數據流是否包含有長度大於3之無效數據。在此要說明的是，如圖二所示，3G-324M數據單元可包含"E1 4D 00 00 00"，其中具有長度剛好為3的零數據。至於其他長度超過3之零數據，就屬於3G-324M協定所固定填充至數據流中的無效數據。因此為了因應3G-324M協定規則，必須配合以此步驟來將有效數據與無效數據進行初步的區別。

若步驟S206的判斷結果為否的話，則根據本發明之資料過濾方法進一步執行步驟S224：由原3G-324M單元進行處理。

如圖五所示，若步驟S206的判斷結果為是的話，則根據本發明之資料過濾方法進一步執行步驟S208：判斷3G數據流是否包含預定標誌位。換句話說，若3G數據流中存在有無效數據，也必須再判定其前導(前面)的字節是否為3G-324M協定中的特定標誌位。舉例而言，3G-324M協定中特定的標誌位可以是幀大小標識位、幀分割位元…等，但不以此為限。

同樣示於圖五中，若步驟S208的判斷結果為否的話，則根據本發明之資料過濾方法進一步執行步驟S210：判斷該3G數據流是否經一交握(handshaking)協定。在此要特別說明的是，對畫面模糊或產生馬賽克的狀況作處理，是在實際的多媒體傳輸階段。在傳輸多媒體(例如，視訊或音訊)的階段再判斷是有效數據還是無效數據才是有意義的作法。在實際的數據傳送之前，一定會經過交握訊息的判定，舉例而言，告知終端支持哪些轉碼器(codec)的訊息、目前狀態。在此階段之前若有無效數據是沒關係的。因為在此階段之前有無效據，終端若經過3G-324M的解析之後，發現目前狀態或所接收的訊息沒有達到預想的狀況時，或者發送端發送數據之後，沒有產生回饋信息的話，則發送端會進行重發的機制。因此唯有在進入實際的多媒體傳輸階段(亦即經過交握協定之後)之後，再判定填充的零數據是有效的還是無效的才是有意義的。

若步驟S208的判斷結果為是的話，則同樣根據本發明之資料過濾方法執行步驟S224：由原3G-324M單元進行處理。

同樣示於圖五中，若步驟S210的判斷結果為是的話，則根據本發明之資料過濾方法進一步執行步驟S212：判斷3G數據流是否包含完整的幀數據(frame data)。在此要特別說明的是，在通話的傳送端的傳輸過程中，其係持續地傳送視訊及音訊的數據流。同樣地，通話的接收端亦相對地持續接收視訊及音訊的數據流。因此，在通話的接收端的顯示模組上所顯示出視訊內容，並無法接受只有半幀的畫面顯示出來。換言之，必須要以幀為單位，並且一幀接著一幀地將視訊畫面顯示出來。唯有確保所接收的3G數據流包含完整的幀數據之後，再針對每一幀數據進行後續的無效數據判定才是有意義的。

若步驟S210的判斷結果為否的話，則同樣根據本發明之資料過濾方法執行步驟S224：由原3G-324M單元進行處理。

同樣示於圖五中，若步驟S212的判斷結果為否的話，則根據本發明之資料過濾方法進一步執行步驟S214：將3G數據流存回數據機之緩衝區中。並且，在完成步驟S214之後，根據本發明之資料過濾方法再重新執行步驟S202。也就是說，當所接收的3G數據流若沒有包含完整的幀數據時，必須要透過數據機從通話的傳送端繼續地接收數據流以成為完整的幀數據才能進行後續的處理步驟。

若步驟S212的判斷結果為是的話，則根據本發明之資料過濾方法執行步驟S216：判斷幀數據是否包含無效數據。

同樣示於圖五中，若步驟S216的判斷結果為否的話，則根據本發明之資料過濾方法進一步執行步驟S224：由原3G-324M單元進行處理。

若步驟S216的判斷結果為是的話，則根據本發明之資料過濾方法進一步執行步驟S218：根據預定協定對無效數據進行標注。接著，根據本發明之資料過濾方法進一步執行步驟S220：將經標注之無效數據進行過濾去除。隨後，根據本發明之資料過濾方法進一步執行步驟S222：對經過濾之3G數據流進行合併。最後，根據本發明之資料過濾方法進一步執行步驟S224：由原3G-324M單元進行處理。在對3G數據流進行過濾與合併的處理之後，根據本發明之此較佳具體實施例的資料過濾方法即已結束所有步驟流程。

請參閱圖六A與圖六B。圖六A係繪示習知之視訊電話於通話階段之畫面的示意圖。圖六B係繪示應用根據本發明之資料過濾方法之視訊電話於通話階段之畫面的示意圖。從圖六A與圖六B可以清楚地得知，在未經過根據本發明之資料過濾方法將3G數據流中所填充的無效數據進行過濾去除之前，通話的接收端所解析出來的影像會有模糊或馬賽克等畫面不清的現象；在經過根據本發明之資料過濾方法將3G數據流中所填充的無效數據進行過濾去除之後，由有效數據所拼湊的畫面將得以清晰地顯示在通話的接收端的顯示模組上。

由以上對於本發明之較佳具體實施例之詳述，可以明顯地看出，根據本發明之資料過濾方法可用來對接收中之3G數據流進行過濾。其主要係在3G-324M協定層中增加一層特別針對在網路層中所填充的無效資料(亦即，上述之零數據)之過濾去除機制。換言之，本發明之資料過濾方法以其有助於判定與過濾去除無效數據的作法，可使以往在使用視訊電話的過程中會遇到的問題(諸如，視訊圖像出現黑塊或馬賽克、音訊出現雜音…等)將不復見。藉此，本發明之資料過濾方法即可有效地提高通話的接收端處理無效資料的能力，進而提高影音效果，並在網路不穩或系統運行高負荷應用時仍能保持較高的通話品質。

藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。因此，本發明所申請之專利範圍的範疇應該根據上述的說明作最寬廣的解釋，以致使其涵蓋所有可能的改變以及具相等性的安排。

1‧‧‧電子元件

12、32‧‧‧導電端子

1、2‧‧‧視訊電話接收端

12‧‧‧3G網路設備層

14‧‧‧設備驅動適配層

16‧‧‧3G-324M協定

162、262‧‧‧H.223協定

1622‧‧‧複合/解複合層

1624‧‧‧適配層

164‧‧‧H.245協定

166‧‧‧H.324協定

2626‧‧‧無效數據過濾層

18‧‧‧視訊電話應用層

S102~S224‧‧‧步驟流程

圖一係繪示習知之視訊電話接收端的架構圖。

圖二係繪示習知之視訊電話的位元流資料的示意圖。

圖三係繪示根據本發明之一較佳具體實施例之視訊電話接收端的架構圖。

圖四係繪示根據本發明之一較佳具體實施例之資料過濾方法的步驟流程圖。

圖五係繪示根據本發明之另一較佳具體實施例之資料過濾方法的步驟流程圖。

圖六A係繪示習知之視訊電話於通話階段之畫面的示意圖。

圖六B係繪示應用根據本發明之資料過濾方法之視訊電話於通話階段之畫面的示意圖。

S102~S224‧‧‧步驟流程

Claims

一種資料過濾方法，用以對一接收中之3G數據流進行過濾，該資料過濾方法包含下列步驟：(a)持續接收來自一數據機之緩衝區中之該3G數據流；(b)判斷該3G數據流是否為一完整的過濾單元，若是，則執行步驟(c)，若否，則執行步驟(a)；(c)判斷該3G數據流是否包含長度大於3之無效數據，若是，則執行步驟(d)；(d)根據一預定協定對該等無效數據進行標注；以及(e)將該等經標注之無效數據進行過濾去除。
如申請專利範圍第1項所述之資料過濾方法，其中該3G數據流為一二進制數據流。
如申請專利範圍第1項所述之資料過濾方法，其中該過濾單元係包含一3G-324M數據單元。
如申請專利範圍第1項所述之資料過濾方法，其中若步驟(c)之判斷結果為是，則步驟(c)進一步包含下列步驟：(c2)判斷該3G數據流是否包含一預定標誌位。
如申請專利範圍第4項所述之資料過濾方法，其中該預定標誌位為一3G-324M前導標誌位。
如申請專利範圍第4項所述之資料過濾方法，其中若步驟(c2)之判斷結果為否，則步驟(c)進一步包含下列步驟：(c3)判斷該3G數據流是否經一交握協定。
如申請專利範圍第6項所述之資料過濾方法，其中若步驟(c3)之判斷結果為是，則步驟(c)進一步包含下列步驟：(c4)判斷該3G數據流是否包含一完整的幀數據。
如申請專利範圍第7項所述之資料過濾方法，其中若步驟(c4)之判斷結果為否，則步驟(c)進一步包含下列步驟：(c5)將該3G數據流存回該數據機之緩衝區中。
如申請專利範圍第8項所述之資料過濾方法，其中若步驟(c4)之判斷結果為是，則步驟(c)進一步包含下列步驟：(c6)判斷該幀數據是否包含無效數據。
如申請專利範圍第9項所述之資料過濾方法，其中若步驟(c6)之判斷結果為是，則執行步驟(d)。
如申請專利範圍第1項所述之資料過濾方法，其中步驟(e)進一步包含下列步驟：(f)對該經過濾之3G數據流進行合併。