专利名称：多媒体应用中的快速调谐的制作方法
多媒体应用中的快速调谐
根据35 U.S.C. §119的优先权要求帧间预测编码利用了视频序列中两个相邻帧之间差别很小这样一 个事实。经常是仅有的差别在于帧间图像的一些部分略微平移。帧间预测 编码可以被用于将当前帧划分成宏块，搜索相邻帧或基准帧，确定宏块是 否发生了移动。如果能够确定当前帧内宏块内容在基准帧中的位置，它就 不必再现。这一内容可以用"运动矢量"和两个宏块之差来表示，这个"运 动矢量"表明它在当前帧中从它在基准帧中的位置发生的位移。可以在记 录或发送之前，将预测编码技术应用于运动矢量和差信息。 —种可能的解决办法是增加视频流中RAP的数量。但是这种解决办 法会降低视频序列的压縮量，引起数据速率明显增大。因此，在这一领域 中需要一种改进的方法来获得不包括视频压縮的视频序列。
发明内容
公开了无线通信设备的另一个方面。这种无线通信设备包括接收装 置，用于接收多个视频流，每个视频流包括帧内编码和帧间编码视频帧； 解码装置，用于对视频解码；以及切换装置，用于将所述视频流切换到所 述解码装置，所述切换装置还用于接收从所述视频流中的第一个切换到所 述视频流中的第二个的提示，并且响应所述提示，延迟切换到所述视频流 的所述第二个，直到在所述视频流的所述第二个里收到帧内编码视频帧。公开了通信方法的一个方面。这种通信方法包括接收多个视频流， 每个视频流包括帧内编码和帧间编码视频帧；对所述视频流的第一个解码; 接收对所述视频流的第二个进行解码的提示；以及响应所述提示，延迟切 换到所述视频流的所述第二个进行解码，直到在所述视频流的所述第二个 里收到帧内编码视频帧。公开了计算机程序产品的一个方面。这种计算机程序产品包括计算 机可读介质。计算机可读介质中包括切换代码，用来引起计算机将多个 视频流切换到视频解码器，所述视频流的每一个包括帧内编码和帧间编码 视频帧，所述切换代码还用于接收从所述视频流的第一个切换到所述视频 流的第二个的提示，并且响应所述提示，延迟切换到所述视频流的所述第
二个，直到在所述视频流的所述第二个里收到帧内编码视频帧。
下面通过实例，而不是通过进行限制，来说明无线通信系统的各个
方面，在这些附图中图4说明时域中超帧数据结构的一个实例；图5说明一个超帧中一个媒体逻辑信道的各个协议层的一个实例；
图6是说明分发网中发射机的一个实例的框图；
图7是说明无线通信设备一个实例的框图；将针对无线多媒体广播系统描述在整个这一公开中描述的各种技 术。如同这里所使用的一样，"广播"和"正在广播"指的是将多媒体内容 传送给任意数量的一组用户，包括广播、任意播(anycast)、多播、单播、 数据广播和/或任何其它合适的通信会话。这种广播系统的一个实例是
Qualcomm的MediaFLO技术。Media-FLO使用专门为高成本效率地将大量 丰富媒体内容多播给无线用户设计的，基于正交频分复用(OFDM)的空中 接口。 MediaFLO仅仅是这里描述的类型的多媒体广播系统的一个实例，还 有其它功能等同的多媒体广播系统。图示广播系统100具有分发中心102，它被用作各个内容提供商104 的访问点。内容提供商是公司、媒体中心、服务器或者能够通过广播系统 100提供内容给大量无线通信设备106的其它实体。来自内容提供商104的 内容常常被叫做服务(service)。服务是一个或多个独立数据组件的总称。 服务的每个独立数据组件被称为流，可以包括视频组件、音频组件、文本 组件、信令组件或者一些其它服务组件。每个流在传输流中承载。每个服 务的流都在媒体逻辑信道上通过广播系统100的物理层传输。在这个实例 中，分发中心102负责将媒体流映射到每个媒体逻辑信道，通过分发网络 108分发到无线通信设备。无线通信设备106可以是移动电话、个人数字助 理(PDA)、移动电视、个人计算机、膝上型计算机、游戏控制台或者能够 接收多媒体内容的其它设备。图2是说明基于预测的视频流压縮视频编码器200的一个实例的概 念框图。 一般情况下，视频编码器200要在内容提供商处实现，但是也可 以在分发中心或者分发网络中的任意位置处实现。视频编码器200包括减法器204，这个减法器204计算视频帧和存 储器206中储存的基准帧之差。这些差是利用运动估计器208和运动补偿 器210在一个宏块一个宏块的基础之上计算出来的。运动估计器208从当 前视频帧接收宏块，在存储器206中为对应宏块搜索基准帧。 一找到，运 动估计器208就产生运动矢量来代表宏块在当前视频帧中相对于它在基准 帧中位置的位移。运动矢量被运动补偿器210用来从存储器206提取来自
基准帧的对应宏块，然后从来自当前视频帧的宏块中将它减去，产生残留 信息(也就是代表这两者之差的信息)。残留信息通过离散余弦变换(DCT)
212被变换成离散空间频率系数，由量化器214量化，提供给编码单元216
进行进一步压縮。视频编码器200处理的当前视频帧应当储存在存储器206中，因此 能够在以后将它用作基准帧。代替简单地将当前视频帧复制到存储器206， 在利用加法器220将它与基准帧的宏块进行相加之前，量化变换系数由逆 量化器217和逆变换器218处理。这个过程能够确保存储器206中储存的 当前视频帧的内容与无线通信设备重构的帧相同。图3说明从视频编码器输出的视频流的数据结构实例。视频流300 包括排列成图像组(GOP) 302的多个视频帧404。 GOP 302由GOP头部 306后面并且另一个GOP头部306前面的所有视频帧304组成。尽管不是 必需的，GOP层允许解码器对视频流的随机访问，因为GOP头部306后面 的第一帧是一个I帧。可以替换地或者另外，解码器可以通过GOP的I帧 的头部中包含的RAP信号获得视频流。在广播系统100中移动的无线通信设备106可以被配置成利用合适 的任意无线接口从分发网络108接收包含一个或多个流的服务。无线接口 一个非限制性的实例使用多个子载波，例如正交频分复用(OFDM)。 OFDM 是一种多载波调制技术，它有效地将整个系统带宽划分成多个(N个)子 载波。这些子载波也称为音调、频点、频道等，以精确的频率分隔开，以 提供正交性。可以通过调整每个子载波的相位、幅度或者这两者将内容调 制到子载波上去。通常采用四相移键控(QPSK)或正交幅度调制(QAM)， 但是也可以采用其它调制方案。[0034在OFDM无线接口中，通常在超帧中广播内容。图4说明时域中超 帧数据结构的一个实例。超帧400包括四帧F1 F4。在四帧F1 F4中广播 媒体逻辑信道。可以根据有效载荷、在超帧中时隙的可获得性以及其它可 能因素，在每个超帧400中给每个媒体逻辑信道分配固定或可变数量的时 隙。超帧400中的每个时隙可以包括一个或多个OFDM码元。 一个OFDM 码元由N个已调制子载波产生。超帧400还包括TDM导频404和开销信 息406。 TDM导频404可以被无线通信设备用于同步(例如帧检测、频率 误差估计、时序捕获等)和信道估计。开销信息406表明每个媒体逻辑信 道在超帧400中的具体位置。 MAC层还对媒体逻辑信道的MAC数据包进行块编码，产生Np个 奇偶MAC数据包。奇偶MAC数据包被附加到那块MAC数据包，产生已 编码MAC封装。物理层接收这个已编码MAC封装，处理(例如编码、交 织和码元映射)每个MAC数据包来产生对应的物理层数据包。数据处理器608还从控制器612接收要在每个超帧的开头发送的复 合开销信息。数据处理器608按照复合开销信息的模式处理复合开销信息， 产生开销码元流。与用于媒体流的相比，用于复合开销信息的模式通常与 较低码率和/或较低阶调制方案相联系，以确保复合开销信息的鲁棒接收。信道化器614将数据、开销和导频码元复用到超帧中的时隙。时隙 由调度器610分配。OFDM调制器616将复合码元流转换成N个并行流， 并且对N个码元的每一组进行OFDM调制，产生OFDM码元流去往模拟 前端(AFE) 606。 AFE 606对OFDM码元流进行处理(例如转换成模拟、 滤波、放大和上变频)，产生已调制信号从天线618广播。
0043图7是无线通信设备一个实例的框图。无线通信设备106包括接收 机702、处理单元704、用户接口 716和显示器720。用硬件实现的时候，不论是整体还是部分实现，处理器都可以在一 个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理 装置(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、控 制器、微控制器、状态机、离散门或者晶体管逻辑、离散硬件组件或者它 们的任意组合中实现，以便获得这里描述的一些或所有处理器功能。参考图7，天线706接收分发网中发射机广播的调制信号，提供接 收信号给接收机702。接收机702对接收信号进行调整、数字化和处理，提 供样本流给OFDM解调器708。 OFDM解调器708对样本流进行OFDM解 调，恢复数据、开销和导频码元。控制器714基于收到的导频码元导出发 射机600(见图6)和无线通信设备106之间无线链路的信道响应估计。OFDM 解调器708还利用信道响应估计对接收数据和开销码元进行相干检测(例 如均衡或匹配滤波)，提供数据和开销码元的估计给去信道化器710。多媒体处理器718启动用户选择的媒体逻辑信道中每个媒体流的解 码器。例如，典型的服务可能提供信令流、视频流和音频流。在这个实例 中，多媒体处理器718可以为每一个启动解码器。对于视频流，解码器实 现早些时候结合图2描述的视频编码器的逆处理功能。 一开始，视频解码 器在视频流中搜索I帧来开始解码。在采用GOP层的视频流中，视频解码 器搜索GOP的头部，开始对跟随GOP头部的第一视频帧进行解码。也可 以或者另外，视频解码器在视频帧的头部中搜索RAP信号，找出I帧。一 旦在视频流中找到I帧，解码器就开始一个宏块一个宏块地对视频帧进行解 码。解码处理用于恢复每个宏块的变换系数。对变换系数进行逆量化和 逆变换，提取I帧后视频帧里每个宏块的残留信息。利用运动矢量为基准帧 中的对应宏块从存储器提取信息，可以恢复视频帧的像素信息。将视频帧 的像素信息呈献给显示器720供用户观看。用户接口 716可以允许用户漫游无线通信106上多媒体内容的信 道。当用户在进行信道漫游时，或者仅仅是选择新信道时，控制器714利 用下一超帧开头处广播的复合开销信息找出用户选择的新服务的媒体逻辑 信道。控制器714随后通过提醒去信道化器710选择新媒体逻辑信道中包 含的媒体流的数据和开销码元估计，提供被选码元估计给数据和多媒体处 理器712和718，来切换信道。多媒体处理器718随后在视频流中搜索I帧 来开始解码处理，这会给呈现新内容给显示器712带来不希望的延迟。在多媒体处理器718的替换配置中，每个服务的I帧的时序可以在 开销信道中广播。例如，超帧中的开销信息206 (见图2)可以包括I帧在 每个媒体逻辑信道中的位置。在这个实例中，控制器714能够访问复合开 销信息来找出承载用户选择的新服务的媒体逻辑信道，与此同时，确定I 帧的位置。 一确定I帧的时序，控制器714就可以延迟切换到新信道，直到 刚好在I帧到达之前，从而允许多媒体处理器718开始在信道切换之后立即 开始对视频流进行解码。最好是每个超帧中都包括每个媒体逻辑信道的I 帧，以縮短信道切换时间，但是这一点不是必须的。
[0054图9是说明无线通信设备功能的一个实例的框图。无线通信设备106 包括接收模块902用于接收多个视频流，每个视频流包括帧内编码和帧间 编码视频帧，还包括解码模块904用于对视频解码。无线通信设备106还 包括切换模块906用于将视频流切换到解码装置。切换模块906还用于接 收从第一视频流切换到第二视频流的提醒，并且响应这一提醒，延迟切换 到第二视频流，直到在第二视频流中收到帧内编码视频帧。
[00551提供以上描述的目的是让本领域技术人员能够实践这里描述的各 个实施例。对这些实施例的各种改进对于本领域技术人员而言都是显而易 见的，这里给出的一般原理可以用于其它实施例。权利要求不限于这里给 出的实施例，而是和语言权利要求的整个范围一致，其中对单数单元的引
用不是指"一个并且只有一个"，除非专门说明，而是指一个或者多个。整 个这一公开中描述的各个实施例的单元的众所周知的结构和功能的等同替 换都被结合进来作为参考，包括在权利要求中。此外，这里公开的内容没 有一样是专门给公众而不考虑是不是在权利要求中被明确说到。没有任何
权利要求单元要按照35 U.S.C. § 112第六段的条款来解释，除非明确采用
如下方式说到这一单元"用于……的装置"，或者对于方法权利要求，采 用如下方式"用于……的步骤"。
权利要求
1. 一种无线通信设备，包括接收机，用于接收多个视频流，每个视频流包括帧内编码和帧间编码视频帧；视频解码器；以及处理单元，用于将所述视频流切换到所述视频解码器，所述处理单元还用于接收从所述视频流中的第一个切换到所述视频流中的第二个的提示，并且响应所述提示，延迟切换到所述视频流的所述第二个，直到在所述视频流的所述第二个里收到帧内编码视频帧。
2. 如权利要求1所述的无线通信设备，其中所述视频流的所述第二个 里帧内编码帧的时序为所述处理单元所知。
3. 如权利要求1所述的无线通信设备，其中所述处理单元还用于确定 所述视频流的所述第二个里帧内编码帧的时序。
4. 如权利要求3所述的无线通信设备，其中所述接收机还用于接收所 述视频流的所述第二个里帧内编码帧的时序的广播，所述处理单元还用于 从所述广播确定所述视频流的所述第二个里所述帧内编码帧的时序。
5. 如权利要求1所述的无线通信设备，其中所述视频流是在物理信道 上广播的，并且其中切换到所述视频流的所述第二个里的所述延迟，建立 在所述物理信道上所述视频流的所述第二个里帧内编码帧的位置的基础之上。
6. 如权利要求5所述的无线通信设备，其中给所述视频流的每一个分 配所述物理信道上的逻辑信道，并且其中切换到所述视频流的所述第二个 里的所述延迟，建立在所述视频流的所述第二个的所述逻辑信道里帧内编 码帧的位置的基础之上。
7. 如权利要求6所述的无线通信设备，其中所述视频流的所述第二个 的所述逻辑信道里帧内编码帧的位置为所述处理单元所知。
8. 如权利要求6所述的无线通信设备，其中所述处理单元还用于确定 所述视频流的所述第二个的所述逻辑信道里所述帧内编码帧的位置。
9. 如权利要求8所述的无线通信设备，其中所述接收机还用于接收所 述视频流的所述第二个里所述帧内编码帧的位置的广播，所述处理单元还 用于从所述广播确定所述视频流的所述第二个里所述帧内编码帧的位置。
10. —种无线通信设备，包括接收装置，用于接收多个视频流，每个视频流包括帧内编码和帧间编 码视频帧；解码装置，用于对视频解码；以及切换装置，用于将所述视频流切换到所述解码装置，所述切换装置还 用于接收从所述视频流中的第一个切换到所述视频流中的第二个的提示， 并且响应所述提示，延迟切换到所述视频流的所述第二个，直到在所述视 频流的所述第二个里收到帧内编码视频帧。
11. 如权利要求10所述的无线通信设备，其中所述视频流的所述第二 个里帧内编码帧的时序为所述切换装置所知。
12. 如权利要求10所述的无线通信设备，其中所述切换装置还用于确 定所述视频流的所述第二个里帧内编码帧的时序。
13. 如权利要求12所述的无线通信设备，其中所述接收装置用于接收 所述视频流的所述第二个里帧内编码帧的时序的广播，所述切换装置还用 于从所述广播确定所述视频流的所述第二个里所述帧内编码帧的时序。
14. 一种通信方法，包括接收多个视频流，每个视频流包括帧内编码和帧间编码视频帧； 对所述视频流的第一个解码；接收对所述视频流的第二个进行解码的提示；以及 响应所述提示，延迟切换到所述视频流的所述第二个进行解码，直到 在所述视频流的所述第二个里收到帧内编码视频帧。
15. 如权利要求14所述的方法，其中所述视频流的所述第二个里帧内 编码帧的时序是已知的。
16. 如权利要求14所述的方法，还包括确定所述视频流的所述第二个 里帧内编码帧的时序。
17. 如权利要求16所述的方法，还包括接收所述视频流的所述第二个 里帧内编码帧的时序的广播，并且其中从所述广播确定所述视频流的所述 第二个里所述帧内编码帧的时序。
18. 如权利要求14所述的方法，其中所述视频流是在物理信道上广播 的，并且其中切换到所述视频流的所述第二个里的所述延迟，建立在所述 物理信道上所述视频流的所述第二个里帧内编码帧的位置的基础之上。
19. 如权利要求18所述的方法，其中给所述视频流的每一个分配所述 物理信道上的逻辑信道，并且其中切换到所述视频流的所述第二个里的所 述延迟，建立在所述视频流的所述第二个的所述逻辑信道里帧内编码帧的 位置的基础之上。
20. 如权利要求19所述的方法，其中所述视频流的所述第二个的所述 逻辑信道里帧内编码帧的位置是己知的。
21. 如权利要求19所述的方法，其中还包括确定所述视频流的所述第 二个的所述逻辑信道里所述帧内编码帧的位置。
22. 如权利要求21所述的方法，还包括接收所述视频流的所述第二个 里所述帧内编码帧的位置的广播，并且其中从所述广播确定所述视频流的 所述第二个里所述帧内编码帧的位置。
23. —种计算机程序产品，包括计算机可读介质，计算机可读介质中包括切换代码，用来引起计算机将多个视频流切换到视频解码器，所述视 频流的每一个包括帧内编码和帧间编码视频帧，所述切换代码还用于接收 从所述视频流的第一个切换到所述视频流的第二个的提示，并且响应所述 提示，延迟切换到所述视频流的所述第二个，直到在所述视频流的所述第 二个里收到帧内编码视频帧。
24. 如权利要求23所述的计算机程序产品，其中所述视频流的所述第 二个里帧内编码帧的时序通过编程被编入所述切换代码。
25. 如权利要求23所述的计算机程序产品，其中所述切换代码还用于 弓1起计算机确定所述视频流的所述第二个里帧内编码帧的时序。
26. 如权利要求25所述的计算机程序产品，其中所述切换代码还用于 引起计算机从所述视频流的所述第二个里帧内编码帧的时序的广播，确定 所述视频流的所述第二个里所述帧内编码帧的时序。
27. 如权利要求23所述的计算机程序产品，其中所述视频流是在物理 信道上广播的，并且其中所述切换代码还引起计算机在所述物理信道上所 述视频流的所述第二个里帧内编码帧的位置的基础之上，延迟切换到所述 视频流的所述第二个。
28. 如权利要求27所述的计算机程序产品，其中给所述视频流的每一 个分配所述物理信道上的逻辑信道，并且其中所述切换代码还引起计算机 在所述视频流的所述第二个的所述逻辑信道里帧内编码帧的位置的基础之 上，延迟切换到所述视频流的所述第二个。
29. 如权利要求28所述的计算机程序产品，其中所述视频流的所述第 二个的所述逻辑信道里帧内编码帧的位置通过编程被编入所述切换代码。
30. 如权利要求28所述的计算机程序产品，其中所述切换代码还引起 计算机确定所述视频流的所述第二个的所述逻辑信道里所述帧内编码帧的位置。
31. 如权利要求30所述的计算机程序产品，其中所述切换代码还引起 计算机从所述视频流的所述第二个里所述帧内编码帧的位置的广播，确定 所述视频流的所述第二个里所述帧内编码帧的位置。
全文摘要
公开了工作于多媒体广播系统的一种无线通信设备。这种无线通信设备包括接收机，用于接收多个视频流，每个视频流包括帧内编码和帧间编码视频帧。这种无线通信设备还包括视频解码器，以及用于将所述视频流切换到所述视频解码器的处理单元。所述处理单元还用于接收从所述视频流中的第一个切换到所述视频流中的第二个的提示，并且响应所述提示，延迟切换到所述视频流的所述第二个，直到在所述视频流的所述第二个里收到帧内编码视频帧。
文档编号H04N5/44GK101390385SQ200780006121
公开日2009年3月18日 申请日期2007年2月21日 优先权日2006年2月21日
发明者G·K·瓦尔克, M·德维科, V·R.·拉韦恩德朗 申请人:高通股份有限公司