专利名称：控制数字内容的自适应流传输的制作方法
技术领域：
本发明涉及数字内容的自适应流传输(adaptive streaming)。更具体地，本发明涉及在系统、客户机装置和服务器中控制数字内容的自适应流传输的方法以及用于控制数字内容的自适应流传输的系统、客户机装置和服务器。
背景技术：
经由诸如互联网电视或者IPTV(即，使用互联网协议的电视)的互联网传送多媒体内容由于缺少服务质量保证而不同于经由诸如卫星或有线广播的广播信道的分发。为了对缺少服务质量保证进行补偿，可以使用自适应流传输协议，例如微软公司的平滑流传输 (Smooth Streaming)或苹果公司的HTTP实时流传输(HTTP Live Streaming)。互联网电视和IPTV方案的最近发展延伸到移动电视和家庭网络提供，其中自适应流传输协议的使用已经得到重视。自适应流传输的概念描述了同一内容能以不同的比特率、空间分辨率和/或其它编码特性被编码成多个拷贝(也被称为质量等级)。每个拷贝典型地由2-5秒的片段组成， 这些被称为块(chunk)的片段在物理上分离(例如，为一个拷贝中的每个块创建一个文件) 或在逻辑上分离(例如，一个拷贝的所有块按照允许单独地访问任意块的寻址结构被存储在单个文件中)。协议允许客户机在运行时从几个质量等级的一个请求数据块来应对变化的网络环境。客户机装置上的该决策处理对现有的自适应流传输协议而言是共同特点，并且它表示创建最佳的自适应流传输方案的主要挑战。客户机的责任是观察变化的网络环境，预测不同质量等级的下一个块的传输时间以及选择在保持尽可能高的质量等级的同时使迟块传输的风险最小化的质量等级。预测块的传输时间的困难来自于多媒体流传输的两个方面视频编解码器属性和网络属性。已知的自适应流传输方案规定视频文件以给定的恒定比特率(CBR)进行编码。 然而，对于大多数编解码器，得到的比特率不同于目标比特率。恒定比特率视频编码意味着具有速率控制算法的视频编码器试图持续保持一个给定的目标平均比特率。然而，这并不一定意味着正被编码的每一帧都需要具有同样的大小。相反，比特预算可以每帧不同，以加强编码视频的比率失真性能。已知的编解码器即便在恒定比特率编码下也产生不同大小的块。视频帧中的像素变化和运动量是编码一个帧的难度的指示。随着编码难度的增加，速率控制器需要在该帧上花费更多的比特来维持足够(不一定是恒定)的质量等级，该质量等级以峰值信噪比(PSNR)的形式测量。速率控制算法要求以目标比特率值作为其输入，并且输出是这样的视频帧序列其比特率以速率失真优化的方式围绕目标比特率波动。已知的编码器通常保持解码器输入缓冲器的数学模型。这使得编码器能够在固定的目标编码率、固定的信道吞吐量和解码器缓冲器大小的情况下保证在接收侧的视频的连续回放。例如，假定参考解码器(HRD)和视频缓冲验证器(VBV)模型分别被AVC/H.264和 MPEG解码器所使用。
HRD和VBV方案是基于漏桶模型的，它们假设要进行流传输的视频以等于视频编码速率的速率通过CBR信道排出。HBD和VBV试图避免由编码比特流中的固有比特率变化所引起的可能的缓冲器下溢和缓冲器溢出。在编码器中，漏桶模型模拟遵从恒定比特率信道假设，比特以恒定速率连续地到达解码器的输入缓冲器。另一方面，取决于要解码的当前帧的大小，以变化的速率从解码器输入缓冲器中移除比特。HRD和VBV模型的固定信道速率假设仅在网络基础设施提供有保证的服务质量 (QoS)时成立，但这种情况是很少见的。在实际中，信道吞吐量不会是恒定的比特率，并且由于竞争的通信、改变到不同的路由路径或在不同内容源之间切换，而随着时间改变。这会导致数据延时增加或者甚至是网络上的数据丢失。结果，解码器缓冲器会下溢或溢出，导致视频回放期间的不期望的暂停和显著的可感知的质量损失。互联网电视通常通过不可控网络传送，所述不可控网络例如为内容服务器和消费者的客户机装置之间的互联网连接。互联网电视通常不具备端到端的QoS保证。内容传送网络(CDN)和/或对等网络(P2P)可以用来从内容服务器将内容分了给一组边缘服务器， 这组边缘务器将内容转发给客户机装置。虽然内容服务器和边缘服务器之间的连接通常提供了 QoS保证，但是边缘服务器和客户机装置之间的连接通常没有QoS。这就是公知的最后一英里问题。IPTV通常通过可控网络传送，所述可控网络例如为从互联网服务提供商(ISP)到消费者的客户机装置的ADSL线路，该ADSL线路完全由ISP控制。IPTV在理论上具有可控的传送环境，从而在理论上提供QoS保证。但是在现实中，存在最后一英里问题。需要一种针对无法保证端到端QoS的网络基础设施的改进的自适应流传输方案。
发明内容
本发明的一个目的提供一种针对无法保证端到端QoS的网络基础设施的改进的自适应流传输方案。依照本发明的一个方面，提出了一种在系统中通过在数字内容的质量等级之间进行切换来控制数字内容的自适应流传输的方法。该系统包括用于编码数字内容的编码器； 和用于通过分组交换网络把数字内容发送给客户机装置的服务器。该方法包括获得编码器的一个或多个属性。所述属性包括用于查找编码器的特性的编码器类型标识、编码器使用的解码器输入缓冲器的数学模型以及编码器的比特分配特性和/或速率控制特性中的至少一个。该方法还包括估计分组交换网络的可用带宽，其中该可用带宽基于数字内容的传输持续时间和/或分组交换网络的可用带宽随着时间的变化特性，其中该变化特性指示所述可用带宽相对于用以获得网络属性数据的平均可用带宽的偏差。该方法还包括定义使用基于马尔可夫决策过程的数学模型并且将获得的编码器的属性和所述网络属性数据用作该数学模型的输入的随机决策问题。该方法还包括使用逐次逼近求解技术求解该随机决策问题以获得最佳接收器策略数据。该方法还包括将最佳接收器策略数据存储在客户机装置中来控制从服务器到客户机装置的数字内容的自适应流传输。依据本发明的一个方面，提出了一种客户机装置中的方法，用于通过在数字内容的质量等级之间进行切换来控制数字内容的自适应流传输。该数字内容由编码器进行了编码并且经由分组交换网络源自服务器。该客户机装置包括可通信地连接到控制器和缓冲器的接收器。该客户机装置还包括可通信地连接到缓冲器的解码器。该方法包括在接收器接收所述数字内容的一个数据块。该方法还包括将该数据块存储在缓冲器中以供解码器进一步处理。该方法还包括估计分组交换网络的可用带宽，其中该可用带宽基于用以获得估计数据的数字内容的传输持续时间。该方法还包括将该估计数据提供给控制器。该方法还包括从控制器向接收器通知下一数据块的质量等级。该方法还包括向服务器发送对符合所述质量等级的下一数据块的请求。该方法还包括接收最佳接收器策略数据并将该最佳接收器策略数据存储在控制器中。该最佳接收器策略数据是使用逐次逼近求解技术求解使用基于马尔可夫决策过程的数学模型的随机决策问题的结果。该随机决策问题还使用编码器的一个或多个属性和分组交换网络的可用带宽的预先估计值作为该数学模型的输入，其中该可用带宽基于用以获得估计数据的数字内容的传输持续时间和/或分组交换网络的可用带宽随着时间的变化特性，其中该变化特性指示所述可用带宽相对于平均可用带宽的偏差。 所述属性包括用于查找编码器的特性的编码器类型标识、编码器使用的解码器输入缓冲器的数学模型以及编码器的比特分配特性和/或速率控制特性中的至少一个。该方法还包括基于所述最佳接收器策略数据和所述估计数据，在控制器中计算下一数据块的质量等级。依据本发明的一个方面，提出了一种服务器中的方法，用于通过在数字内容的质量等级之间进行切换来控制数字内容的自适应流传输。该数字内容由编码器进行编码。所述服务器经由分组交换网络可通信地连接到客户机装置。该方法包括获得该编码器的一个或多个特性。所述特性包括用于查找编码器的特性的编码器类型标识、编码器使用的解码器输入缓冲器的数学模型以及编码器的比特分配特性和/或速率控制特性中的至少一个。 该方法还包括估计分组交换网络的可用带宽，其中该可用带宽基于数字内容的传输持续时间和/或分组交换网络的可用带宽随时间的变化特性，其中该变化特性指示所述可用带宽相对于用以获得网络属性数据的平均可用带宽的偏差。该方法还包括定义使用基于马尔可夫决策过程的数学模型的随机决策问题并且将获得的编码器的属性和所述网络属性数据用作该数学模型的输入。该方法还包括使用逐次逼近求解技术求解该随机决策问题以获得最佳接收器策略数据。该方法还包括将最佳接收器策略数据从服务器发送到客户机装置来配置客户机装置以控制从服务器到客户机装置的数字内容的自适应流传输。依据本发明的一个方面，提出了一种用于通过在数字内容的质量等级之间进行切换来控制数字内容的自适应流传输的系统。该系统包括用于对数字内容进行编码的编码器。该系统还包括用于经由分组交换网络将数字内容发送给客户机装置的服务器。该服务器包括被配置为获得编码器的一个或多个属性的处理器。所述属性包括用于查找编码器的特性的编码器类型标识、编码器使用的解码器输入缓冲器的数学模型以及编码器的比特分配特性和/或速率控制特性中的至少一个。该处理器还被配置为估计分组交换网络的可用带宽，其中该可用带宽基于数字内容的传输持续时间和/或分组交换网络的可用带宽随着时间的变化特性，其中该变化特性指示所述可用带宽相对于用以获得网络属性数据的平均可用带宽的偏差。该处理器还被配置为定义使用基于马尔可夫决策过程的数学模型的随机决策问题并且将获得的编码器的属性和所述网络属性数据用作该数学模型的输入。该处理器还被配置为使用逐次逼近求解技术求解该随机决策问题以获得最佳接收器策略数据。该服务器还包括发送器，该发送器被配置为将最佳接收器策略数据发送给客户机装置。该客户机被配置为接收并存储最佳接收器策略数据来控制从服务器到客户机装置的数字内容的自适应流传输。依据本发明的一个方面，提出了一种用于通过在数字内容的质量等级之间进行切换来控制数字内容的自适应流传输的客户机装置。该数字内容由编码器进行了编码并且经由分组交换网络源自服务器。该客户机装置包括可通信地连接到控制器和缓冲器的接收器。该客户机装置还包括可通信地连接到缓冲器的解码器。该接收器被配置为接收最佳接收器策略数据并将最佳接收器策略数据存储在控制器中。该接收器还被配置为将数据块存储在缓冲器中以供解码器进一步处理。该接收器还被配置为估计分组交换网络的可用带宽，其中该可用带宽基于用以获得估计数据的数字内容的传输持续时间。该接收器还被配置为将该估计数据提供给控制器。该接收器还被配置为向服务器发送对符合质量等级的下一数据块的请求。控制器被配置为基于最佳接收器策略数据和所述估计数据，计算下一数据块的质量等级。控制器还被配置为向接收器通知下一数据块的质量等级。该最佳接收器策略数据是使用逐次逼近求解技术求解使用基于马尔可夫决策过程的数学模型的随机决策问题的结果并且使用编码器的一个或多个属性和分组交换网络的可用带宽的预先估计值作为该数学模型的输入，其中该可用带宽基于数字内容的传输持续时间和/或分组交换网络的可用带宽随着时间的变化特性，其中该变化特性指示所述可用带宽相对于平均可用带宽的偏差。所述属性包括用于查找编码器的特性的编码器类型标识、编码器使用的解码器输入缓冲器的数学模型以及编码器的比特分配特性和/或速率控制特性中的至少一个。依据本发明的一个方面，提出了一种用于通过在数字内容的质量等级之间进行切换来控制数字内容的自适应流传输的服务器。该数字内容由编码器进行编码。该服务器通过分组交换网络可通信地连接到客户机装置。该服务器包括被配置为获得编码器的一个或多个属性的处理器。所述属性包括用于查找编码器的特性的编码器类型标识、编码器使用的解码器输入缓冲器的数学模型以及编码器的比特分配特性和/或速率控制特性中的至少一个。该处理器还被配置为估计分组交换网络的可用带宽，其中该可用带宽基于数字内容的传输持续时间和/或分组交换网络的可用带宽随时间的变化特性，其中该变化特性指示所述可用带宽相对于用以获得网络属性数据的平均可用带宽的偏差。该处理器还被配置为定义使用基于马尔可夫决策过程的数学模型的随机决策问题并且将获得的编码器的属性和所述网络属性数据用作该数学模型的输入。该处理器还被配置为使用逐次逼近求解技术求解该随机决策问题以获得最佳接收器策略数据。该服务器还包括发送器，该发送器被配置为将最佳接收器策略数据发送给客户机装置以配置客户机装置来控制从服务器到客户机装置的数字内容的自适应流传输。因此，客户机装置估计可用带宽(不要与用来获得网络特性数据的可用带宽的预先估计值混淆，其通常是在数据块被传送给客户机装置之前估计的)以及在质量等级之间进行切换以从长期看使用户感知的质量最大化。在质量等级之间的切换由最佳接收器策略控制，它是求解以编码器属性和网络属性作为输入的基于马尔可夫决策过程的随机决策问题的结果。因此，能够在从服务器发送到客户机装置的数字内容流中处理网络带宽波动以及编码变化。此外，这样提供的自适应流传输方案与分组交换网络的服务质量机制无关。权利要求2的实施例使得最佳接收器策略能够在例如编码器属性或网络特性变化时被更新。依据本发明的一方面，提出了一种计算机程序元件，当被处理器执行时适于执行
8在具有一个或多个上述特征的客户机装置中使用的方法。这使得客户机装置能够作为一个软件模块执行自适应流传输方案。依据本发明的一方面，提出了一个计算机程序元件，当被处理器执行时适于执行在具有一个或多个上述特征的服务器中使用的方法。这使得能够在服务器中运行的软件模块中创建最佳接收器策略。在下文中，将进一步详细描述本发明的实施例。然而，应该理解，这些实施例不应被解释为对本发明保护范围的限制。
将参考附图中示出的示例性实施例更详细地解释本发明的各方面，在附图中图1示出了本发明示例性实施例的客户机装置；图2示出了三个质量等级的累计分布函数的示例的图形表示；图3示出了计算出的最佳接收器策略的示例的图形表示；图4、fe_c和6a_6c示出了本发明示例性实施例的算法的比较的图形表示；图7示出了本发明示例性实施例的系统；图8示出了本发明示例性实施例的服务器；图9示出了本发明示例性实施例的系统中的方法；图10示出了本发明示例性实施例的服务器中的方法；以及图11示出了本发明示例性实施例的客户机装置中的方法。
具体实施例方式为了提供良好质量的自适应流传输体验，系统理想地理解当前的网络环境(例如，不仅是可用带宽，还有其随时间的变化)，并且动态地切换到最佳视频质量等级。希望系统避免导致用户感知的质量显著下降的传送视频的质量的频繁变化(即，使质量波动最小化)。为了解决前述的挑战，提出了一种精密算法，其执行带宽测量并且在质量等级之间切换，试图从长期看最大化用户感知的质量。因此，能够在经由网络从服务器发送到客户机装置或接收器的内容流中处理网络带宽波动以及编码变化。该服务器例如是首端系统的媒体服务器。该客户机装置例如是计算机装置、交互式电视、启用互联网的电视机、IPTV接收器、机顶盒、移动电视装置或智能手机。该网络典型地是IP网络，但也可以是任意其它的分组交换网络。带宽变化可以是短期和/或长期的。在长期变化期间，带宽等于有效时长(秒或者甚至分钟)的特定平均值并且在该平均值附近小幅变化。在短期变化期间，带宽明显偏离平均值，但是这种偏离通常都很短暂(毫秒、秒)。对于每个可辨别的网络环境，计算在质量等级间进行切换的策略。为此，基于预测的和/或观察的编码器的属性并且基于预测的和/或观察的网络的属性，用公式表示一个马尔可夫决策过程(MDP)。求解该MDP以获得一个或多个最佳接收器策略。这些策略被发送给接收器或由接收器下载以用在内容的自适应流传输和解码中。编码器的属性的一个示例是编码器类型标识。这个标识可以用于查找编码器的特性。编码器的属性的另一个示例是编码器使用的解码器输入缓冲器的数学模型。编码器的属性的其它示例是编码器的比特分配特性和/或速率控制特性。图1示出了本发明示例性实施例的客户机装置10的基本功能元件。接收器模块 1与外部服务器通信以请求和接收内容数据101。接收器模块1进一步被配置为通常基于下载的内容数据大小和其传输时长，估计可用带宽。接收的数据102被存储在缓冲器3中， 并且被解码器4或任何其它视频处理应用/模块进一步处理。从缓冲器3读取并提供给解码器4的数据由箭头103表示。代表估计的可用带宽的估计数据201被接收器模块1提供给控制器2。如箭头202 所示，控制器2向接收器1发送信号告知下一个块应该为什么质量等级。通常，每个块属于特定质量等级。由此，控制器按照在给定时段内成功接收到块的方式改变接收器的质量等级。内容数据的多个块可以由客户机装置10缓存，从而补偿了网络吞吐量的降低。该方法需要接收器1在接收到当前块之后立即从外部服务器请求下一个块，如箭头203所示。 当在外部服务器可得到下一个块并且接收器缓冲器3中有空闲空间时可以进行缓冲。虽然可能无法得到下一个块，但为了简单起见，在本示例中，外部服务器总会使下一个块可用， 因此客户机侧的缓冲器充满是唯一的限制因素。如果缓冲器满了，则接收器暂停，直到缓冲器3有足够的空间容纳下一个块。客户机装置10通常具有有限的缓冲空间，并且通常被用在隐含了低启动等待时间要求的实时内容传送系统中。缓冲的量例如限制为对应于2或3个内容数据块的5-10秒。将客户机缓冲器3保持为尽可能地满，从而能够容纳可能过大的块或网络吞吐量的下降。请求低质量的块(如203所示)减少了传输时间，留下了更多的备用(reserve) 时间可用于传输后面的块。控制器2被配置为决定使所述备用保持可用多长时间。较大的备用允许处理带宽消耗的突然增加，而较小的备用允许处理较大量的较高质量的块。控制器2还被配置为考虑高低质量等级之间的频繁跳跃与长时间停留在低质量等级上相比，对终端用户而言更加令人厌烦。因此，控制器2的策略是向接收器1发信号以请求可能的最高质量等级的块，从而保持高的解码视频质量；避免请求比在当前网络环境下能够及时传输的数据更多的数据， 以防止显示视频时的延迟；以及使质量等级变化的次数低，从而用户不会因质量波动而厌烦。在接收器1中接收到一个块之后，控制器2需要立即确定接收器1要请求下一块的质量等级。由控制器2确定的质量等级通常是与外部服务器处可用的一组质量等级对应的一组质量等级中的一个。当选择一个质量等级时，平衡一个或多个下列的目标来最大化感知质量。第一目标是错过截止期限的次数应该尽可能低。错过截止期限意味着对应的块没有按时显示，这通常导致视频的感知质量的严重下降。第二个目标是质量变化的次数应该尽可能低。第三个目标是客户机侧的平均感知质量应该尽可能高。为了满足这些目标，使用基于马尔可夫决策过程(MDP)的数学模型，定义了一个随机决策问题。例如从Clemens C. 1TOst 禾口 Wim F. J. Verhaegh 的"Quality control forscalable media processing applciations"(J. of Scheduling,vol. 7,no. 2,pp. 105-117,2004)中了解使用MDP的控制策略，通过引用将其全部并入本申请中。MDP控制策略使错过截止期限的次数和质量等级变化的次数都最小，同时使质量等级最大。其方法基于可以脱机求解的 MDP,此后，计算出的最优控制策略被联机应用以控制解码算法。本发明的控制器2应用修改的MDP模型来控制自适应流传输环境中的客户机装置 10上的接收器1。自适应流传输使得能够在用户感知质量和网络资源之间进行权衡。客户机侧控制器2针对可用网络带宽使感知质量最优化。控制器2不取决于自适应流传输的类型，因此能够与任何已知的自适应流传输技术一起使用。块接收被停止(完成或者中止)的时刻被称为里程碑(milestone)。每个里程碑 ‘m’具有完成时间‘cm’，这是块接收被停止的时间；以及时间‘dm’处的截止期限，这是解码器需要对应块的时间点。截止期限是严格周期性的。周期Tp是两个连续截止期限之间的时间。在每个里程碑处，控制器计算相对进度，相对进度被定义为在里程碑的截止期限前剩余的时间的比例。相对进度有一个上界，其定义可被缓冲的块的最大数量。第m里程碑的截止期限可以被表示为dm = d0+m · Tp其中，d0为定义了第一个截止期限的时间的偏移量。在里程碑m处的相对进度P m可以由下式表达
d — CC — drx
权利要求
1.一种在系统(50)中通过在数字内容的质量等级之间进行切换来控制数字内容的自适应流传输的方法，所述系统(50)包括用于对数字内容进行编码的编码器02)以及用于通过分组交换网络(30)将数字内容发送给客户机装置(10)的服务器(20)，该方法包括获得编码器0 的一个或多个属性，其中所述属性包括用于查找编码器的特性的编码器类型标识、编码器0 使用的解码器输入缓冲器的数学模型以及编码器0 的比特分配特性和/或速率控制特性中的至少一个；估计分组交换网络(30)的可用带宽以获得网络属性数据，其中该可用带宽基于数字内容的传输持续时间和/或分组交换网络(30)的可用带宽随着时间的变化特性，其中该变化特性指示所述可用带宽相对于平均可用带宽的偏差；定义使用基于马尔可夫决策过程的数学模型的随机决策问题并且将获得的编码器 (22)的属性和所述网络属性数据用作该数学模型的输入；使用逐次逼近求解技术求解该随机决策问题以获得最佳接收器策略数据；以及将最佳接收器策略数据存储在客户机装置(10)中来控制从服务器OO)到客户机装置 (10)的数字内容的自适应流传输。
2.如权利要求1中的方法，其中所述随机决策问题在服务器OO)中求解，并且其中该方法还包括将最佳接收器策略数据从服务器OO)发送到客户机装置(10)。
3.一种客户机装置(10)中的方法，用于通过在数字内容的质量等级之间进行切换来控制数字内容的自适应流传输，其中该数字内容由编码器0 进行了编码并且经由分组交换网络(30)源自服务器(20)，其中该客户机装置(10)包括可通信地连接到控制器(2) 和缓冲器⑶的接收器(1)，客户机装置(10)还包括可通信地连接到缓冲器(3)的解码器 (4)，该方法包括:在接收器(1)接收所述数字内容的一个数据块； 将该数据块存储在缓冲器(3)中以供解码器(4)进一步处理； 估计分组交换网络(30)的可用带宽以获得估计数据，其中该可用带宽基于数字内容的传输持续时间；将该估计数据提供给控制器O)；从控制器⑵向接收器⑴通知下一数据块的质量等级；以及向服务器00)发送对符合所述质量等级的下一数据块的请求； 该方法还包括接收最佳接收器策略数据并将该最佳接收器策略数据存储在控制器O)中，其中该最佳接收器策略数据是使用逐次逼近求解技术求解使用基于马尔可夫决策过程的数学模型的随机决策问题的结果并且使用编码器02)的一个或多个属性和分组交换网络(30)的可用带宽的预先估计值作为该数学模型的输入，其中该可用带宽基于用以获得估计数据的数字内容的传输持续时间和/或分组交换网络(30)的可用带宽随着时间的变化特性，其中该变化特性指示所述可用带宽相对于平均可用带宽的偏差，其中所述属性包括用于查找编码器的特性的编码器类型标识、编码器0 使用的解码器输入缓冲器的数学模型以及编码器0 的比特分配特性和/或速率控制特性中的至少一个；以及基于所述最佳接收器策略数据和所述估计数据，在控制器O)中计算下一数据块的质量等级。
4.一种服务器O0，23)中的方法，用于通过在数字内容的质量等级之间进行切换来控制数字内容的自适应流传输，其中该数字内容由编码器0 进行了编码，并且其中所述服务器(20，2；3)经由分组交换网络(30)可通信地连接到客户机装置(10)，该方法包括获得编码器0 的一个或多个属性，其中所述属性包括用于查找编码器的特性的编码器类型标识、编码器0 使用的解码器输入缓冲器的数学模型以及编码器0 的比特分配特性和/或速率控制特性中的至少一个；估计分组交换网络(30)的可用带宽以获得网络属性数据，其中该可用带宽基于数字内容的传输持续时间和/或分组交换网络(30)的可用带宽随时间的变化特性，其中该变化特性指示所述可用带宽相对于平均可用带宽的偏差；定义使用基于马尔可夫决策过程的数学模型的随机决策问题并且将获得的编码器 (22)的属性和所述网络属性数据用作该数学模型的输入；使用逐次逼近求解技术求解该随机决策问题以获得最佳接收器策略数据； 将最佳接收器策略数据从服务器(20，2 发送到客户机装置(10)来配置客户装置 (10)以控制从服务器OO)到客户机装置(10)的数字内容的自适应流传输。
5.一种用于通过在数字内容的质量等级之间进行切换来控制数字内容的自适应流传输的系统，包括用于对数字内容进行编码的编码器(22)，以及用于经由分组交换网络(30) 将数字内容发送给客户机装置(10)的服务器(20)，其中该服务器00)包括处理器，该处理器被配置为获得编码器0 的一个或多个属性，其中所述属性包括用于查找编码器的特性的编码器类型标识、编码器0 使用的解码器输入缓冲器的数学模型以及编码器0 的比特分配特性和/或速率控制特性中的至少一个；估计分组交换网络(30)的可用带宽以获得网络属性数据，其中该可用带宽基于数字内容的传输持续时间和/或分组交换网络(30)的可用带宽随着时间的变化特性，其中该变化特性指示所述可用带宽相对于平均可用带宽的偏差；定义使用基于马尔可夫决策过程的数学模型的随机决策问题并且将获得的编码器 (22)的属性和所述网络属性数据用作该数学模型的输入；以及使用逐次逼近求解技术求解该随机决策问题以获得最佳接收器策略数据， 其中服务器OO)还包括发送器，该发送器被配置为将最佳接收器策略数据发送给客户机装置(10)，并且其中客户机装置(10)被配置为接收并存储最佳接收器策略数据来控制从服务器OO) 到客户机装置(10)的数字内容的自适应流传输。
6.一种用于通过在数字内容的质量等级之间进行切换来控制数字内容的自适应流传输的客户机装置(10)，其中该数字内容由编码器0 进行了编码并且经由分组交换网络 (30)源自服务器(20)，该客户机装置(10)包括可通信地连接到控制器⑵和缓冲器⑶的接收器⑴； 可通信地连接到缓冲器(3)的解码器(4)， 其中接收器(1)被配置为接收最佳接收器策略数据并将最佳接收器策略数据存储在控制器O)中； 接收数字内容的一个数据块；将该数据块存储在缓冲器(3)中以供解码器(4)进一步处理； 估计分组交换网络(30)的可用带宽以获得估计数据，其中该可用带宽基于数字内容的传输持续时间；将该估计数据提供给控制器O)；以及向服务器00)发送对符合质量等级的下一数据块的请求， 其中所述控制器被配置为基于所述最佳接收器策略数据和所述估计数据，计算下一数据块的质量等级； 向接收器(1)通知下一数据块的质量等级，其中该最佳接收器策略数据是使用逐次逼近求解技术求解使用基于马尔可夫决策过程的数学模型的随机决策问题的结果并且使用编码器02)的一个或多个属性和分组交换网络(30)的可用带宽的预先估计值作为该数学模型的输入，其中该可用带宽基于数字内容的传输持续时间和/或分组交换网络(30)的可用带宽随着时间的变化特性，其中该变化特性指示所述可用带宽相对于平均可用带宽的偏差，其中所述属性包括用于查找编码器的特性的编码器类型标识、编码器0 使用的解码器输入缓冲器的数学模型以及编码器 (22)的比特分配特性和/或速率控制特性中的至少一个。
7.一种用于通过在数字内容的质量等级之间进行切换来控制数字内容的自适应流传输的服务器00，23)，其中数字内容由编码器0 进行了编码，并且其中服务器(20，23) 通过分组交换网络(30)可通信地连接到客户机装置(10)，其中该服务器OO)包括处理器 (5)，该处理器被配置为获得编码器0 的一个或多个属性，其中所述属性包括用于查找编码器的特性的编码器类型标识、编码器0 使用的解码器输入缓冲器的数学模型以及编码器0 的比特分配特性和/或速率控制特性中的至少一个；估计分组交换网络(30)的可用带宽以获得网络属性数据，其中该可用带宽基于数字内容的传输持续时间和/或分组交换网络(30)的可用带宽随时间的变化特性，其中该变化特性指示所述可用带宽相对于平均可用带宽的偏差；定义使用基于马尔可夫决策过程的数学模型的随机决策问题并且将获得的编码器 (22)的属性和所述网络属性数据用作该数学模型的输入；以及使用逐次逼近求解技术求解该随机决策问题以获得最佳接收器策略数据， 其中服务器OO)还包括发送器(6)，该发送器(6)被配置为将最佳接收器策略数据发送给客户机装置(10)以配置客户机装置(10)来控制从服务器OO)到客户机装置(10)的数字内容的自适应流传输。
8.一种计算机程序元件，当被处理器执行时适于执行在依据权利要求3的客户机装置 (10)中使用的方法。
9.一种计算机程序元件，当被处理器执行时适于执行在依据权利要求4的服务器00， 23)中使用的方法。
全文摘要
本发明涉及控制数字内容的自适应流传输。本发明提供了一种改进的自适应流传输方案，其中在客户机装置中创建并存储用于控制数字内容的自适应流传输的最佳接收器策略。该最佳接收器策略数据是求解使用基于马尔可夫决策过程的数学模型并使用编码器的一个或多个属性以及分组交换网络的可用带宽的预先估计值和/或分组交换网络的可用带宽随时间的变化属性作为该数据模型的输入的随机决策问题的结果，其中所述属性包括编码器类型标识和编码器使用的解码器输入缓冲器的数学模型中的至少一个。
文档编号H04N21/647GK102238433SQ20111015620
公开日2011年11月9日 申请日期2011年4月29日 优先权日2010年4月29日
发明者D·亚尔尼科夫 申请人:爱迪德有限责任公司