專利名稱：一種視頻數(shù)據(jù)自適應的分割方法
技術領域：
本發(fā)明屬于移動多媒體廣播或手機電視技術領域，特別涉及到一種視頻數(shù)據(jù)分割方法。
背景技術：
移動多媒體廣播是近年來興起的一種多媒體播放技術。用戶通過手持的終端，在高速移動的情況下，可以觀看電視。終端通過無線協(xié)議，接收到節(jié)目單，可以選擇自己有權利收看的頻道，從而可以接收選擇頻道的多媒體數(shù)據(jù)，實現(xiàn)在移動終端上看電視。
系統(tǒng)發(fā)射的空中數(shù)據(jù)，被分成不同的頻道，每個頻道的數(shù)據(jù)包括視頻、音頻和輔助數(shù)據(jù)三種類型，終端可以接收相關的數(shù)據(jù)，通過終端上的播放器，實現(xiàn)電視的正常播放。
傳送時，視頻數(shù)據(jù)被切割成一些小的數(shù)據(jù)塊。為了增強視頻數(shù)據(jù)的抗誤碼能力，需要規(guī)定視頻數(shù)據(jù)的切割方法，以保證終端解碼時能更方便地實現(xiàn)錯誤恢復與掩蓋。
而現(xiàn)有視頻數(shù)據(jù)信道封裝方法，往往只考慮物理信道的特點，按照數(shù)據(jù)包的容量硬性、機械切割視頻碼流，沒有考慮視頻內容相關性?，F(xiàn)有的切割方法往往不精確到宏塊，一般的做法是如果1個圖像幀太大，就硬性切割成固定大小，IP網(wǎng)絡的IP包最大一般只有求1500字節(jié)，就會采用硬切割的方法，每個包固定大小1500字節(jié)，如果是在TS包中，也是采用固定大小的切割方法，以能放在固定大小的TS包中，而不是整數(shù)個宏塊來進行切割。這樣在信道出現(xiàn)異常時，鑒于信源壓縮的空域、時域相關性，錯誤會在空間擴展，不利于圖像隱蔽，甚至放大瑕疵。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種多媒體廣播系統(tǒng)中視頻數(shù)據(jù)的切割方法，提高視頻數(shù)據(jù)抗誤碼的能力。
一種視頻數(shù)據(jù)的自適應分割方法，編碼器接收到頻道數(shù)據(jù)，對M個視頻幀進行切割時，對每個視頻幀分別進行分割，得到一個或多個視頻單元，每個視頻單元包括整數(shù)個宏塊，然后用視頻單元填充物理層數(shù)據(jù)塊，保證每個物理層數(shù)據(jù)塊中包括整數(shù)個視頻單元。
所述物理層數(shù)據(jù)塊的大小根據(jù)物理層調制方式設置。
所述物理層數(shù)據(jù)塊由視頻單元填充至其剩余空間小于給定閾值V。
所述剩余空間用0x00填充。
所述閾值V的大小是由編碼器的編碼模塊決定的，編碼模塊在編碼的時候，如果不能利用剩下的空間，就對剩余空間進行填充。
所述視頻幀的分割進一步包含如下步驟(b1)編碼器開始對視頻數(shù)據(jù)進行切割時，先計算在本次要發(fā)送的頻道數(shù)據(jù)中，第一個視頻單元前的所有信息的長度H，包括包頭、視頻段頭的長度，如果前邊封裝了其他頻道的數(shù)據(jù)，也一起計算在內，H除以物理層數(shù)據(jù)塊的長度W，其余數(shù)為當前物理層數(shù)據(jù)塊內已使用的數(shù)據(jù)長度H0；(b2)計算當前物理層數(shù)據(jù)塊內可使用的數(shù)據(jù)長度L1＝W-H0，判斷W-H0是否大于等于給定的閾值V，如果是，執(zhí)行步驟(b3)，否則，令H0＝0，L1＝W，執(zhí)行步驟(b3)；(b3)判斷前圖像幀剩余的數(shù)據(jù)長度L是否大于等于L1，如果是，執(zhí)行步驟(b4)，否則執(zhí)行步驟(b5)；(b4)令當前要分割的視頻單元長度L2＝L1，H0＝0，L＝L-L1，執(zhí)行步驟(b6)；(b5)令當前要分割的視頻單元長度L2＝L，H0＝H0+L，L＝下一個視頻幀的長度，執(zhí)行步驟(b6)；(b6)從視頻幀中切割出長度為L2的視頻數(shù)據(jù)塊；
(b7)判斷是否L＝0，如果是，則循環(huán)結束，否則，返回步驟(b2)執(zhí)行。
本發(fā)明的方法通過自適應切割視頻數(shù)據(jù)單元，充分利用信源的數(shù)據(jù)分割方法，與物理信道特性相結合，盡量滿足一個條帶或一個分區(qū)充盈在一個物理數(shù)據(jù)包中，從而在信道出現(xiàn)異常時，將視頻錯誤隔離在一個條帶或一個分區(qū)內，有效避免圖像瑕疵的擴展，提高圖像主觀質量，而且視頻數(shù)據(jù)的抗誤碼能力得到顯著提高。


圖1是本發(fā)明媒體流在業(yè)務通道中傳送的示意圖；圖2是本發(fā)明視頻數(shù)據(jù)自適應切割的示意圖；圖3是本發(fā)明編碼器切割視頻數(shù)據(jù)的流程圖。
具體實施例方式
圖1所示為媒體流在業(yè)務通道中傳遞的示意圖，其中，一個業(yè)務通道對應一個頻道，一個頻道每隔一個固定時間間隔發(fā)送1次數(shù)據(jù)，該時間間隔可以是1秒鐘，也可以是其他時間值。
一個頻道的數(shù)據(jù)由包頭、視頻數(shù)據(jù)段、語音數(shù)據(jù)段和輔助數(shù)據(jù)段組成。包頭是必須提供的，其中主要是一些控制信息。視頻數(shù)據(jù)段、語音數(shù)據(jù)段和輔助數(shù)據(jù)段都是可以選擇出現(xiàn)的，可以出現(xiàn)其中的一個或多個，這3個數(shù)據(jù)段是否出現(xiàn)可以從包頭的控制字段中判斷出來。
視頻數(shù)據(jù)段是由視頻段頭、N個視頻數(shù)據(jù)單元組成，N可以變化，根據(jù)實際需要決定N的具體值。視頻段頭包括每個視頻數(shù)據(jù)單元的長度、播放時間、屬性字段等。
圖2是本發(fā)明視頻數(shù)據(jù)自適應切割的示意圖，1秒鐘的視頻數(shù)據(jù)包含M個視頻幀，其原則是(1)每一個視頻幀可以切割成1個或多個視頻單元；
(2)一個視頻單元不能包括2個幀的數(shù)據(jù)。
即以條帶為視頻數(shù)據(jù)封裝的基本單位，不跨越圖像幀，一個視頻單元放一個條帶。所謂條帶就是多個宏塊的集合，也就是1個視頻單元的數(shù)據(jù)凈荷。
物理層傳送的數(shù)據(jù)是由多個物理層數(shù)據(jù)塊組成的，每個物理層數(shù)據(jù)塊的大小固定為W，每一塊具有相同的誤碼率。視頻單元切割后能自動適應地放在各個物理層數(shù)據(jù)塊中，其原則是(1)一個物理層數(shù)據(jù)塊可以包括1個或多個視頻單元；(2)一個視頻單元不能在2個物理層數(shù)據(jù)塊中傳送；(3)一個視頻單元至少包括1個宏塊，如果1個物理層數(shù)據(jù)塊剩余的空間不足夠放入1個宏塊，則不放入視頻單元，而填充0x00；(4)物理層數(shù)據(jù)塊的大小W根據(jù)物理信道的參數(shù)進行設置，對于同一種調制方式，W是固定大小。
宏塊是指16×16的圖像塊，1個宏塊的大小是可變的，對于300KBit/s速率的圖像，一個宏塊的平均大小是5個字節(jié)。填充的大小是由編碼器的編碼模塊決定的，編碼模塊在編碼的時候，如果不能利用剩下的空間，就對剩余空間進行填充。
W的參考值是576字節(jié)或864字節(jié)，根據(jù)物理信道的調制方式?jīng)Q定。
圖3是本發(fā)明編碼器切割視頻數(shù)據(jù)的流程圖，圖中參數(shù)的含義是H0是當前物理層數(shù)據(jù)塊內已經(jīng)被使用的數(shù)據(jù)長度；L2是當前要分割的視頻單元的長度；L是當前視頻幀剩余的數(shù)據(jù)長度；L1是物理層數(shù)據(jù)塊剩余的數(shù)據(jù)長度，也就是當前物理層數(shù)據(jù)塊可使用的數(shù)據(jù)長度；V是最小視頻單元長度的閾值，由編碼器的編碼模塊決定，可取5字節(jié)，；W是每個物理層數(shù)據(jù)塊的長度。
該流程包含如下步驟1)編碼器開始對視頻數(shù)據(jù)進行切割時，先計算在本次要發(fā)送的頻道數(shù)據(jù)中，第一個視頻單元前的所有信息的長度H，包括包頭、視頻段頭的長度，如果前邊封裝了其他頻道的數(shù)據(jù)，也一起計算在內，H0為H除以W的余數(shù)，此時L等于第一個視頻幀長度；2)計算當前物理層數(shù)據(jù)塊內可使用的數(shù)據(jù)長度L1＝W-H0，判斷W-H0是否大于等于閾值V，如果是，執(zhí)行步驟3)，否則，H0＝0，L1＝W，執(zhí)行步驟3)；由于宏塊是視頻數(shù)據(jù)的最小單位，每個宏塊的長度大約是5個字節(jié)，如果剩余的空間小于V，則剩余的空間無法填充一個宏塊，則把剩余的空間給當前的視頻單元，由當前的視頻單元來填充0，不分配給下一個視頻單元。
3)判斷L＞L1是否成立，如果是，執(zhí)行步驟4)，否則執(zhí)行步驟5)；4)令當前要分割的視頻單元長度L2＝L1，H0＝0，L＝L-L1，執(zhí)行步驟6)；即當前圖像幀剩余的數(shù)據(jù)長度L大于物理層數(shù)據(jù)塊剩余的數(shù)據(jù)長度L1，這種情況下當前圖像幀沒有分割完成，下次循環(huán)繼續(xù)分割當前幀。如圖2中的第一個幀的第一個視頻單元，在這種情況下，下次循環(huán)的H0值是0；5)令當前要分割的視頻單元長度L2＝L，H0＝H0+L，L＝下一個視頻幀的長度，執(zhí)行步驟6)；即當前圖像幀剩余的數(shù)據(jù)長度L小于物理層數(shù)據(jù)塊剩余的數(shù)據(jù)長度L1，如圖2中的第一個幀的最后一個視頻單元，這種情況下，當前圖像幀已經(jīng)分割完成，下次循環(huán)將開始分割下一個圖像幀。
6)從視頻幀中切割出長度為L2的視頻數(shù)據(jù)塊；7)判斷是否L＝0，如果是，表示沒有剩余的圖像數(shù)據(jù)了，則循環(huán)結束，否則，返回步驟2)執(zhí)行。
上述分割方式中，由于視頻數(shù)據(jù)的宏塊是最小單位，平均5字節(jié)大小。一個視頻單元不可能剛好填滿576字節(jié)的數(shù)據(jù)塊，每個576字節(jié)的數(shù)據(jù)塊都有一個填充，一般5個字節(jié)左右。
上述自適應視頻數(shù)據(jù)切割方法的好處是由于物理層傳送時，1次傳送1個物理層數(shù)據(jù)塊，每個物理層數(shù)據(jù)塊的誤碼率是相等的，每個物理層數(shù)據(jù)塊之間的誤碼不相互影響，傳輸時，1次可能丟失1個物理層數(shù)據(jù)塊，這樣的切割方式中，物理層數(shù)據(jù)塊總是包括整數(shù)個宏塊，不同物理層數(shù)據(jù)塊之間的數(shù)據(jù)相互獨立，1個物理層數(shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù)丟失，不影響其他物理層數(shù)據(jù)塊的視頻數(shù)據(jù)的解碼，使得誤碼不會擴散，解碼器能最大限度地實現(xiàn)糾錯與誤碼掩蓋，能大大提高系統(tǒng)的抗誤碼能力。
本發(fā)明一實例如下，在本實例中，一個業(yè)務通道有256Kbit/s的速率。
這個頻道的總長度是32K字節(jié)，其中包頭長37字節(jié)；視頻數(shù)據(jù)段總長度是26.8K字節(jié)；音頻數(shù)據(jù)段總長度是4.1K字節(jié)；輔助數(shù)據(jù)段總長度是1K字節(jié)。對于不足32K字節(jié)的部分，可以填充全0。
物理信道的每個數(shù)據(jù)塊的大小是576字節(jié)，視頻數(shù)據(jù)切割成多個視頻單元放在多個576字節(jié)的物理信道數(shù)據(jù)塊中，共55個視頻單元。
這樣一個電視頻道，可以提供212Kbit/s速率的視頻數(shù)據(jù)，32Kbit/s速率的音頻數(shù)據(jù)，和8Kbit/s速率的字幕數(shù)據(jù)，可以滿足QVGA分辨率、25幀的H264或AVS-M的視頻數(shù)據(jù)的傳輸。在給用戶提供相當滿意質量的移動廣播電視節(jié)目的同時，可以為用戶提供字幕，由終端顯示在屏幕上。
權利要求
1.一種視頻數(shù)據(jù)的自適應分割方法，編碼器接收到頻道數(shù)據(jù)，對M個視頻幀進行切割時，對每個視頻幀分別進行分割，得到一個或多個視頻單元，每個視頻單元包括整數(shù)個宏塊，然后用視頻單元填充物理層數(shù)據(jù)塊，保證每個物理層數(shù)據(jù)塊中包括整數(shù)個視頻單元。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述物理層數(shù)據(jù)塊的大小根據(jù)物理層調制方式設置。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述物理層數(shù)據(jù)塊由視頻單元填充至其剩余空間小于給定閾值V。
4.如權利要求3所述的方法，其特征在于所述剩余空間用0x00填充。
5.如權利要求3所述的方法，其特征在于所述閾值V的大小是由編碼器的編碼模塊決定的，編碼模塊在編碼的時候，如果不能利用剩下的空間，就對剩余空間進行填充。
6.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述視頻幀的分割進一步包含如下步驟(b1)編碼器開始對視頻數(shù)據(jù)進行切割時，先計算在本次要發(fā)送的頻道數(shù)據(jù)中，第一個視頻單元前的所有信息的長度H，包括包頭、視頻段頭的長度，如果前邊封裝了其他頻道的數(shù)據(jù)，也一起計算在內，H除以物理層數(shù)據(jù)塊的長度W，其余數(shù)為當前物理層數(shù)據(jù)塊內已使用的數(shù)據(jù)長度H0；(b2)計算當前物理層數(shù)據(jù)塊內可使用的數(shù)據(jù)長度L1＝W-H0，判斷W-H0是否大于等于給定的閾值V，如果是，執(zhí)行步驟(b3)，否則，令H0＝0，L1＝W，執(zhí)行步驟(b3)；(b3)判斷前圖像幀剩余的數(shù)據(jù)長度L是否大于等于L1，如果是，執(zhí)行步驟(b4)，否則執(zhí)行步驟(b5)；(b4)令當前要分割的視頻單元長度L2＝L1，H0＝0，L＝L-L1，執(zhí)行步驟(b6)；(b5)令當前要分割的視頻單元長度L2＝L，H0＝H0+L，L＝下一個視頻執(zhí)行步驟(b6)；(b6)從視頻幀中切割出長度為L2的視頻數(shù)據(jù)塊；(b7)判斷是否L＝0，如果是，則循環(huán)結束，否則，返回步驟(b2)執(zhí)行。
全文摘要
本發(fā)明提出一種視頻數(shù)據(jù)的自適應分割方法，編碼器接收到頻道數(shù)據(jù)，對M個視頻幀進行切割時，對每個視頻幀分別進行分割，得到一個或多個視頻單元，每個視頻單元包括整數(shù)個宏塊，然后用視頻單元填充物理層數(shù)據(jù)塊，保證每個物理層數(shù)據(jù)塊中包括整數(shù)個視頻單元。本發(fā)明的方法通過自適應切割視頻數(shù)據(jù)單元，充分利用信源的數(shù)據(jù)分割方法，與物理信道特性相結合，盡量滿足一個條帶或一個分區(qū)充盈在一個物理數(shù)據(jù)包中，從而在信道出現(xiàn)異常時，將視頻錯誤隔離在一個條帶或一個分區(qū)內，有效避免圖像瑕疵的擴展，提高了圖像主觀質量，而且視頻數(shù)據(jù)的抗誤碼能力得到顯著提高。
文檔編號H04N7/64GK1968410SQ20061014567
公開日2007年5月23日 申請日期2006年11月23日 優(yōu)先權日2006年11月23日
發(fā)明者王寧, 沈燦, 戴志軍, 晏祥彪 申請人:中興通訊股份有限公司