一種基于媒體內(nèi)容的fec機(jī)制的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于媒體內(nèi)容的FEC機(jī)制，該機(jī)制將媒體內(nèi)容進(jìn)行分級，并賦予不同的重要性，再根據(jù)屬于不同重要程度幀的包，結(jié)合信道狀況和用戶體驗感受，改變編碼方案，按照所屬幀的重要程度進(jìn)行保護(hù)。采用了本發(fā)明的技術(shù)方案，可以針對目前FEC系統(tǒng)中過度編碼造成的數(shù)據(jù)擁塞，通過對媒體內(nèi)容分級，賦予不同的重要性，利用信令和指示位控制，采用不同的FEC編碼強(qiáng)度；實現(xiàn)最大限度保證媒體內(nèi)容質(zhì)量的同時，減少FEC造成的極大的數(shù)據(jù)量。
【專利說明】
-種基于媒體內(nèi)容的FEC機(jī)制
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及多媒體傳輸技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，設(shè)及一種基于媒體內(nèi)容的FEC(前向 糾錯）機(jī)制。
【背景技術(shù)】
[0002] 在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)媒體服務(wù)系統(tǒng)中，內(nèi)容通過因特網(wǎng)協(xié)議或廣播協(xié)議分發(fā)到終端，因特 網(wǎng)中使用IP/TCP或UDP報文來傳輸媒體數(shù)據(jù)，廣播通過MPEG2-TS來傳輸內(nèi)容。UDP報文在 經(jīng)過多個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備后可能會出現(xiàn)丟失，廣播TS流可能因為傳輸環(huán)境的影響，產(chǎn)生誤碼，從 而造成終端側(cè)的畫面破損或者聲音停頓。
[0003] 陽C (J'orward Error Correction,前向糾錯）技術(shù)是一種廣泛應(yīng)用于通信系統(tǒng)中 的編碼技術(shù)。通過服務(wù)器側(cè)對媒體數(shù)據(jù)進(jìn)行糾錯編碼，加入冗余信息一并發(fā)送，終端側(cè)進(jìn)行 反向FEC解碼，對丟失的報文進(jìn)行恢復(fù)。W典型的分組碼為例，其基本原理是：在發(fā)送端，通 過將化it信息作為一個分組進(jìn)行編碼，加入（n-k)bit的冗余校驗信息，組成長度為n bit 的碼字。碼字經(jīng)過信道到達(dá)接收端之后，如果錯誤在可糾范圍之內(nèi)，通過譯碼即可檢查并糾 正錯誤bit,從而抵抗信道帶來的干擾，有效降低系統(tǒng)的誤碼率，提高通信系統(tǒng)的可靠性。
[0004] 但是FEC處理，是W冗余開銷代價來降低系統(tǒng)的誤碼率，過度FEC編碼對系統(tǒng)實 時性和網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)也會造成壓力。 陽0化]在IS0-23008-1/10/13標(biāo)準(zhǔn)中，傳統(tǒng)的陽C結(jié)構(gòu)對于所有信息統(tǒng)一進(jìn)行編碼，對于 用戶信息沒有區(qū)分度。對于混合內(nèi)容或者混合網(wǎng)絡(luò)下分發(fā)不適合，因此他們提出了兩層結(jié) 構(gòu)。兩層結(jié)構(gòu)，如附圖1所示。 陽006] 第一層將source packet block分為較多的小塊分別做陽C保護(hù)，第二層是一個 整塊做FEC保護(hù)。第一層劃分較細(xì)致可W提供較小的時延，第二層保證了恢復(fù)性能和較小 的冗余。
[0007] 對于混合內(nèi)容傳輸，其內(nèi)容可能分為timed和non-timed，因此可W采用運種兩層 結(jié)構(gòu)。時序內(nèi)容用方式1，保證了時延，非時序內(nèi)容同時借助方式1和方式2,保證了準(zhǔn)確性。 [000引對于用戶處于不同性能信道，信道性能好的用戶只需要陽Cl保證時延和功耗，對 于信道性能差的用戶同時做FECl和FEC2保證了準(zhǔn)確性。
[0009] 運在一定程度上的解決了問題，對于信道性能較差的用戶（Grou地），兩層結(jié)構(gòu)確 實提高了恢復(fù)性能，但是會引入極大的時延。對于信道性能較好的用戶（GroupA)，不一定是 做FEC1，越小的分包帶來越小的時延。沒有考慮信息的不等重要程度。對于信息或者用戶 要根據(jù)兩層結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類，W及對于將大block拆分為小blcok的具體策略是一個復(fù)雜的 問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種基于媒體內(nèi)容的FEC機(jī)制，從 而解決目前FEC系統(tǒng)中實時性好，而準(zhǔn)確性差，準(zhǔn)確性好而實時性差，W及過度FEC編碼造 成的數(shù)據(jù)擁塞問題。
[0011] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用W下技術(shù)方案：
[0012] 一種基于媒體內(nèi)容的FEC機(jī)制，該機(jī)制將媒體內(nèi)容進(jìn)行分級，并賦予不同的重要 性，再根據(jù)屬于不同重要程度帖的包，結(jié)合信道狀況和用戶體驗感受，改變編碼方案，按照 所屬帖的重要程度進(jìn)行保護(hù)。
[0013] 進(jìn)一步的，所述方法在與媒體處理單元（MPU) -同傳輸?shù)男帕钚畔⒅屑尤氩坏炔?錯保護(hù)標(biāo)志位。
[0014] 進(jìn)一步的，所述方法加入?？诘闹甘咀侄危蒞做更多個性化的保護(hù)方案。更進(jìn)一 步的，所述?？诘闹甘咀侄渭釉贛FU包頭前。
[0015] 進(jìn)一步的，所述方法將媒體內(nèi)容進(jìn)行分級，并賦予不同的重要性，然后利用信令和 指示字段控制，采用不同的FEC編碼強(qiáng)度編碼。
[0016] 進(jìn)一步的，所述方法在與媒體處理單元（MPU) -同傳輸?shù)男帕钚畔⒅屑尤氩坏炔?錯保護(hù)標(biāo)志位，同時加入?？诘闹甘咀侄危琖形成更多個性化的保護(hù)方案。
[0017] 較優(yōu)地，所述方法將媒體內(nèi)容進(jìn)行分級，并賦予不同的重要性，然后利用信令和指 示字段控制，采用不同的FEC編碼強(qiáng)度編碼。
[0018] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：
[0019] 采用了本發(fā)明的技術(shù)方案，可W針對目前FEC系統(tǒng)中過度編碼造成的數(shù)據(jù)擁塞， 通過對媒體內(nèi)容分級，賦予不同的重要性，利用信令和指示位控制，采用不同的FEC編碼強(qiáng) 度；實現(xiàn)最大限度保證媒體內(nèi)容質(zhì)量的同時，減少FEC造成的極大的數(shù)據(jù)量。
【附圖說明】
[0020] 通過閱讀參照W下附圖對非限制性實施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、 目的和優(yōu)點將會變得更明顯：
[0021] 圖1是MMT中針對媒體資源的陽C兩層結(jié)構(gòu)；
[0022] 圖2是一個圖像組中各帖依賴關(guān)系圖；
[0023] 圖3是一個通用的MPU組成部分及各部分的重要性示意圖；
[0024] 圖4是改進(jìn)的MMTAL-FEC發(fā)送端架構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0025] 下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。W下實施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù) 人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不W任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù) 人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可W做出若干變形和改進(jìn)。運些都屬于本發(fā)明 的保護(hù)范圍。
[0026] 如圖1所示：MMT中針對媒體資源的陽C兩層結(jié)構(gòu)，第一層將source packet block 分為較多的小塊分別做FEC保護(hù)，第二層是一個整塊做FEC保護(hù)。第一層劃分較細(xì)致可W 提供較小的時延，第二層保證了恢復(fù)性能和較小的冗余，但是運種靈活性不夠。
[0027] 如圖2所示：一個圖像組中各帖依賴關(guān)系，此圖說明一個圖像組中不同帖的依賴 程度和重要性不同，I帖是最重要的，前面的P帖比后面P帖重要，B帖重要性最低，因此可 W根據(jù)重要性不同進(jìn)行分層FEC。運也是進(jìn)行FEC的基礎(chǔ)。 陽O巧]連施例一:
[0029] 本實施例W MMT傳輸協(xié)議為例
[0030] MMT方案中，MPU包下的MFU包擁有不同的重要性，缺少不等差錯的保護(hù)，運樣就不 能設(shè)定個性化的傳輸方案。在MMT的包中，不同重要程度的帖（如I帖和B帖）是可W區(qū) 分開的（有指示標(biāo)志）如附圖2,附圖3。然而編碼中并沒有設(shè)及到不等差錯的保護(hù)，雖然 Two-stage結(jié)構(gòu)方案和LA-陽C在一定程度上可W實現(xiàn)不等差錯保護(hù)，但是靈活性低，復(fù)雜 度高。尤其對于變化的信道狀況和具有不同特征（如緩存不同）的接收用戶，現(xiàn)有兩種方 式會存在冗余大，適應(yīng)性差，只能針對單一狀況，無法從用戶體驗考慮等問題。
[0031] 解決方式：
[0032] 1根據(jù)屬于不同重要程度帖的包，其重要程度有所區(qū)分，同時結(jié)合信道狀況和用戶 體驗感受，將編碼方案改變。例如當(dāng)信道狀況很差或是用戶存儲能力有限時候，發(fā)送端將更 針對I帖數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)，使得用戶W更大的概率接收到I帖，B帖和P帖將更大程度的在接 收時候舍棄，運樣不再是接收端后續(xù)的處理中舍棄B，P帖，而是從發(fā)送端就解決了運一問 題，節(jié)省了帶寬資源，可W利用資源保護(hù)更多的重要帖。
[0033] 2如果不加入?？诘闹甘咀侄危敲粗荒芨鶕?jù)先有的狀況來編碼，不等差錯保護(hù)只 能按照所屬帖的重要程度來安排。在與MPU同傳輸?shù)男帕钪屑尤氩坏炔铄e保護(hù)標(biāo)志位。
[0034] 3但是如果想更個性化的方案，隨著信道質(zhì)量改變保護(hù)方案，根據(jù)用戶特征來定 審IJ，那么則需要加入?？诘闹甘咀侄?。由于不同的MFU有不同的重要性，則在MFU包頭前加 入指示，可W做更多個性化的保護(hù)方案。
[00對如圖4所示，是改進(jìn)的MMTAkFEC發(fā)送端架構(gòu)，主要修改了 MMT協(xié)議中流化后的輸 出，把數(shù)據(jù)流按照不同優(yōu)先級分發(fā)到不同的源緩沖區(qū)，分別進(jìn)行FEC。
[0036] 發(fā)送端架構(gòu)如附圖4所示。
[0037] 發(fā)送端流程：
[0038] e)服務(wù)器端根據(jù)媒體資源生成MMTP流和信令。
[0039] f)分析媒體資源中每帖的重要性，把運些MMT負(fù)載分到不同的原數(shù)據(jù)流，傳遞到 相應(yīng)的FEC機(jī)制做保護(hù)。 W40] g) FEC編碼完后，返回相應(yīng)的修復(fù)字符W及FEC數(shù)據(jù)負(fù)載標(biāo)識和原數(shù)據(jù)負(fù)載標(biāo)識。
[0041] h)所有的修復(fù)字符打包成FEC修復(fù)包，發(fā)送到傳輸層。
[0042] 通過信令識別陽C流W及采用的陽C編碼結(jié)構(gòu)和陽C code,為了支持運種機(jī)制，本 實施例中修改了信令中的FEC_FL0W_DESCRIPT0R字段。 陽0創(chuàng)信令修改如下：
[0044]
[0045]
[0046] 原來的信令僅僅支持一個FEC流中復(fù)用多個媒體資源的修復(fù)信息，為了達(dá)到 運個目的，本實施例調(diào)整修改了 fec_flow_desc;ripto;r字段順序和定義，并且利用一個 reserved字段來指示運種變化。修改后numbe;r_of_assets指示所有進(jìn)行陽C的媒體資源， packet_id是每個相應(yīng)媒體資源的標(biāo)識，numbe;r_of_fec_flows指示每一個媒體資源對應(yīng) 多少個FEC流，即分多少級。針對一個媒體資源的不同重要性部分，分別進(jìn)行FEC的信令控 審IJ，得到不同的FEC流，使FEC機(jī)制能夠更加細(xì)化，服務(wù)端可W根據(jù)用戶網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)動態(tài)地調(diào) 整媒體資源不同部分的FEC強(qiáng)度，收端收到信令后，根據(jù)相應(yīng)的指示恢復(fù)媒體資源。在網(wǎng)絡(luò) 帶寬和用戶體驗間取得一個平衡點。
[0047] 上述解決方式的優(yōu)勢：
[0048] 1資源的節(jié)省，如果在接收端，人為的根據(jù)情況舍棄已經(jīng)接收的帖（例如B帖）則 造成了傳輸資源的浪費，上述方案從源端解決問題，讓不想要的包在傳輸過程中更大概率 丟掉，而更大程度的保護(hù)了重要的包。
[0049] 2個性化的傳輸方案。視頻傳輸應(yīng)該是基于用戶體驗的，做更細(xì)致的不等差錯保護(hù) 就可W針對用戶狀況，如視覺體驗，緩存狀況等設(shè)計I帖和B帖的FEC保護(hù)的程度。
[0050] 下表給出一個簡單采用RS碼的MMT中內(nèi)容分級編碼傳送案例，可W根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀況 及用戶需求靈活改變編碼方案：可W通過合理地配置各種帖的FEC強(qiáng)度，保證在節(jié)省帶寬 的同時，盡量最大化收端的接受帖率來獲取一個最好的用戶體驗。
[0051]
[0052] W上對本發(fā)明的具體實施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述 特定實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可W在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，運并不影 響本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容。
【主權(quán)項】
1. 一種基于媒體內(nèi)容的FEC機(jī)制，其特征在于，該機(jī)制將媒體內(nèi)容進(jìn)行分級，并賦予不 同的重要性，再根據(jù)屬于不同重要程度幀的包，結(jié)合信道狀況和用戶體驗感受，改變編碼方 案，按照所屬幀的重要程度進(jìn)行保護(hù)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于媒體內(nèi)容的FEC機(jī)制，其特征在于，所述方法在與媒體處 理單元（MPU) -同傳輸?shù)男帕钚畔⒅屑尤氩坏炔铄e保護(hù)標(biāo)志位。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于媒體內(nèi)容的FEC機(jī)制，其特征在于，所述方法加入專門的 指示字段，以形成更多個性化的保護(hù)方案。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于媒體內(nèi)容的FEC機(jī)制，其特征在于，所述專門的指示字段 加在MFU包頭前。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于媒體內(nèi)容的FEC機(jī)制，其特征在于，所述方法在與媒體 處理單元（MPU) -同傳輸?shù)男帕钚畔⒅屑尤氩坏炔铄e保護(hù)標(biāo)志位，同時加入專門的指示字 段，以形成更多個性化的保護(hù)方案。6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的基于媒體內(nèi)容的FEC機(jī)制，其特征在于，所述方法將 媒體內(nèi)容進(jìn)行分級，并賦予不同的重要性，然后利用信令和指示字段控制，采用不同的FEC 編碼強(qiáng)度編碼。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于媒體內(nèi)容的FEC機(jī)制，其特征在于，所述方法針對 MMTAL-FEC發(fā)送端架構(gòu)，發(fā)送端流程為： a) 服務(wù)器端根據(jù)媒體資源生成MMTP流和信令； b) 分析媒體資源中每幀的重要性，把這些MMT負(fù)載分到不同的原數(shù)據(jù)流，傳遞到相應(yīng) 的FEC機(jī)制做保護(hù)； c) FEC編碼完后，返回相應(yīng)的修復(fù)字符以及FEC數(shù)據(jù)負(fù)載標(biāo)識和原數(shù)據(jù)負(fù)載標(biāo)識； d) 所有的修復(fù)字符打包成FEC修復(fù)包，發(fā)送到傳輸層。8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于媒體內(nèi)容的FEC機(jī)制，其特征在于，通過信令識別FEC 流以及采用的FEC編碼結(jié)構(gòu)和FEC code，為了支持這種機(jī)制，修改了信令中的FEC_FLOW_ DESCRIPTOR字段：原來的信令僅僅支持一個FEC流中復(fù)用多個媒體資源的修復(fù)信息，現(xiàn)在 增加了一種針對一個媒體資源的不同重要性部分，分別進(jìn)行FEC的信令控制，使FEC機(jī)制能 夠更加細(xì)化，服務(wù)端可以根據(jù)用戶網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)動態(tài)地調(diào)整媒體資源不同部分的FEC強(qiáng)度，在 網(wǎng)絡(luò)帶寬和用戶體驗間取得一個平衡點。
【文檔編號】H04L1/00GK105827361SQ201510010097
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2015年1月8日
【發(fā)明人】徐異凌, 張文軍, 孫軍, 管云峰, 張小云, 何大治, 柳寧
【申請人】上海交通大學(xué)