一种基于媒体内容的fec机制的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种基于媒体内容的FEC机制，该机制将媒体内容进行分级，并赋予不同的重要性，再根据属于不同重要程度帧的包，结合信道状况和用户体验感受，改变编码方案，按照所属帧的重要程度进行保护。采用了本发明的技术方案，可以针对目前FEC系统中过度编码造成的数据拥塞，通过对媒体内容分级，赋予不同的重要性，利用信令和指示位控制，采用不同的FEC编码强度；实现最大限度保证媒体内容质量的同时，减少FEC造成的极大的数据量。
【专利说明】
-种基于媒体内容的FEC机制
技术领域
[0001] 本发明设及多媒体传输技术领域，更具体地，设及一种基于媒体内容的FEC(前向 纠错）机制。
【背景技术】
[0002] 在异构网络媒体服务系统中，内容通过因特网协议或广播协议分发到终端，因特 网中使用IP/TCP或UDP报文来传输媒体数据，广播通过MPEG2-TS来传输内容。UDP报文在 经过多个网络设备后可能会出现丟失，广播TS流可能因为传输环境的影响，产生误码，从 而造成终端侧的画面破损或者声音停顿。
[0003] 阳C (J'orward Error Correction,前向纠错）技术是一种广泛应用于通信系统中 的编码技术。通过服务器侧对媒体数据进行纠错编码，加入冗余信息一并发送，终端侧进行 反向FEC解码，对丟失的报文进行恢复。W典型的分组码为例，其基本原理是：在发送端，通 过将化it信息作为一个分组进行编码，加入（n-k)bit的冗余校验信息，组成长度为n bit 的码字。码字经过信道到达接收端之后，如果错误在可纠范围之内，通过译码即可检查并纠 正错误bit,从而抵抗信道带来的干扰，有效降低系统的误码率，提高通信系统的可靠性。
[0004] 但是FEC处理，是W冗余开销代价来降低系统的误码率，过度FEC编码对系统实 时性和网络状态也会造成压力。 阳0化]在IS0-23008-1/10/13标准中，传统的阳C结构对于所有信息统一进行编码，对于 用户信息没有区分度。对于混合内容或者混合网络下分发不适合，因此他们提出了两层结 构。两层结构，如附图1所示。 阳006] 第一层将source packet block分为较多的小块分别做阳C保护，第二层是一个 整块做FEC保护。第一层划分较细致可W提供较小的时延，第二层保证了恢复性能和较小 的冗余。
[0007] 对于混合内容传输，其内容可能分为timed和non-timed，因此可W采用运种两层 结构。时序内容用方式1，保证了时延，非时序内容同时借助方式1和方式2,保证了准确性。 [000引对于用户处于不同性能信道，信道性能好的用户只需要阳Cl保证时延和功耗，对 于信道性能差的用户同时做FECl和FEC2保证了准确性。
[0009] 运在一定程度上的解决了问题，对于信道性能较差的用户（Grou地），两层结构确 实提高了恢复性能，但是会引入极大的时延。对于信道性能较好的用户（GroupA)，不一定是 做FEC1，越小的分包带来越小的时延。没有考虑信息的不等重要程度。对于信息或者用户 要根据两层结构进行分类，W及对于将大block拆分为小blcok的具体策略是一个复杂的 问题。
【发明内容】
[0010] 针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于媒体内容的FEC机制，从 而解决目前FEC系统中实时性好，而准确性差，准确性好而实时性差，W及过度FEC编码造 成的数据拥塞问题。
[0011] 为实现上述目的，本发明采用W下技术方案：
[0012] 一种基于媒体内容的FEC机制，该机制将媒体内容进行分级，并赋予不同的重要 性，再根据属于不同重要程度帖的包，结合信道状况和用户体验感受，改变编码方案，按照 所属帖的重要程度进行保护。
[0013] 进一步的，所述方法在与媒体处理单元（MPU) -同传输的信令信息中加入不等差 错保护标志位。
[0014] 进一步的，所述方法加入专口的指示字段，可W做更多个性化的保护方案。更进一 步的，所述专口的指示字段加在MFU包头前。
[0015] 进一步的，所述方法将媒体内容进行分级，并赋予不同的重要性，然后利用信令和 指示字段控制，采用不同的FEC编码强度编码。
[0016] 进一步的，所述方法在与媒体处理单元（MPU) -同传输的信令信息中加入不等差 错保护标志位，同时加入专口的指示字段，W形成更多个性化的保护方案。
[0017] 较优地，所述方法将媒体内容进行分级，并赋予不同的重要性，然后利用信令和指 示字段控制，采用不同的FEC编码强度编码。
[0018] 与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
[0019] 采用了本发明的技术方案，可W针对目前FEC系统中过度编码造成的数据拥塞， 通过对媒体内容分级，赋予不同的重要性，利用信令和指示位控制，采用不同的FEC编码强 度；实现最大限度保证媒体内容质量的同时，减少FEC造成的极大的数据量。
【附图说明】
[0020] 通过阅读参照W下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、 目的和优点将会变得更明显：
[0021] 图1是MMT中针对媒体资源的阳C两层结构；
[0022] 图2是一个图像组中各帖依赖关系图；
[0023] 图3是一个通用的MPU组成部分及各部分的重要性示意图；
[0024] 图4是改进的MMTAL-FEC发送端架构图。
【具体实施方式】
[0025] 下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。W下实施例将有助于本领域的技术 人员进一步理解本发明，但不W任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术 人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可W做出若干变形和改进。运些都属于本发明 的保护范围。
[0026] 如图1所示：MMT中针对媒体资源的阳C两层结构，第一层将source packet block 分为较多的小块分别做FEC保护，第二层是一个整块做FEC保护。第一层划分较细致可W 提供较小的时延，第二层保证了恢复性能和较小的冗余，但是运种灵活性不够。
[0027] 如图2所示：一个图像组中各帖依赖关系，此图说明一个图像组中不同帖的依赖 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根据重要性不同进行分层FEC。运也是进行FEC的基础。 阳O巧]连施例一:
[0029] 本实施例W MMT传输协议为例
[0030] MMT方案中，MPU包下的MFU包拥有不同的重要性，缺少不等差错的保护，运样就不 能设定个性化的传输方案。在MMT的包中，不同重要程度的帖（如I帖和B帖）是可W区 分开的（有指示标志）如附图2,附图3。然而编码中并没有设及到不等差错的保护，虽然 Two-stage结构方案和LA-阳C在一定程度上可W实现不等差错保护，但是灵活性低，复杂 度高。尤其对于变化的信道状况和具有不同特征（如缓存不同）的接收用户，现有两种方 式会存在冗余大，适应性差，只能针对单一状况，无法从用户体验考虑等问题。
[0031] 解决方式：
[0032] 1根据属于不同重要程度帖的包，其重要程度有所区分，同时结合信道状况和用户 体验感受，将编码方案改变。例如当信道状况很差或是用户存储能力有限时候，发送端将更 针对I帖数据进行保护，使得用户W更大的概率接收到I帖，B帖和P帖将更大程度的在接 收时候舍弃，运样不再是接收端后续的处理中舍弃B，P帖，而是从发送端就解决了运一问 题，节省了带宽资源，可W利用资源保护更多的重要帖。
[0033] 2如果不加入专口的指示字段，那么只能根据先有的状况来编码，不等差错保护只 能按照所属帖的重要程度来安排。在与MPU同传输的信令中加入不等差错保护标志位。
[0034] 3但是如果想更个性化的方案，随着信道质量改变保护方案，根据用户特征来定 审IJ，那么则需要加入专口的指示字段。由于不同的MFU有不同的重要性，则在MFU包头前加 入指示，可W做更多个性化的保护方案。
[00对如图4所示，是改进的MMTAkFEC发送端架构，主要修改了 MMT协议中流化后的输 出，把数据流按照不同优先级分发到不同的源缓冲区，分别进行FEC。
[0036] 发送端架构如附图4所示。
[0037] 发送端流程：
[0038] e)服务器端根据媒体资源生成MMTP流和信令。
[0039] f)分析媒体资源中每帖的重要性，把运些MMT负载分到不同的原数据流，传递到 相应的FEC机制做保护。 W40] g) FEC编码完后，返回相应的修复字符W及FEC数据负载标识和原数据负载标识。
[0041] h)所有的修复字符打包成FEC修复包，发送到传输层。
[0042] 通过信令识别阳C流W及采用的阳C编码结构和阳C code,为了支持运种机制，本 实施例中修改了信令中的FEC_FL0W_DESCRIPT0R字段。 阳0创信令修改如下：
[0044]
[0045]
[0046] 原来的信令仅仅支持一个FEC流中复用多个媒体资源的修复信息，为了达到 运个目的，本实施例调整修改了 fec_flow_desc;ripto;r字段顺序和定义，并且利用一个 reserved字段来指示运种变化。修改后numbe;r_of_assets指示所有进行阳C的媒体资源， packet_id是每个相应媒体资源的标识，numbe;r_of_fec_flows指示每一个媒体资源对应 多少个FEC流，即分多少级。针对一个媒体资源的不同重要性部分，分别进行FEC的信令控 审IJ，得到不同的FEC流，使FEC机制能够更加细化，服务端可W根据用户网络状态动态地调 整媒体资源不同部分的FEC强度，收端收到信令后，根据相应的指示恢复媒体资源。在网络 带宽和用户体验间取得一个平衡点。
[0047] 上述解决方式的优势：
[0048] 1资源的节省，如果在接收端，人为的根据情况舍弃已经接收的帖（例如B帖）则 造成了传输资源的浪费，上述方案从源端解决问题，让不想要的包在传输过程中更大概率 丢掉，而更大程度的保护了重要的包。
[0049] 2个性化的传输方案。视频传输应该是基于用户体验的，做更细致的不等差错保护 就可W针对用户状况，如视觉体验，缓存状况等设计I帖和B帖的FEC保护的程度。
[0050] 下表给出一个简单采用RS码的MMT中内容分级编码传送案例，可W根据网络状况 及用户需求灵活改变编码方案：可W通过合理地配置各种帖的FEC强度，保证在节省带宽 的同时，尽量最大化收端的接受帖率来获取一个最好的用户体验。
[0051]
[0052] W上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述 特定实施方式，本领域技术人员可W在权利要求的范围内做出各种变形或修改，运并不影 响本发明的实质内容。
【主权项】
1. 一种基于媒体内容的FEC机制，其特征在于，该机制将媒体内容进行分级，并赋予不 同的重要性，再根据属于不同重要程度帧的包，结合信道状况和用户体验感受，改变编码方 案，按照所属帧的重要程度进行保护。2. 根据权利要求1所述的基于媒体内容的FEC机制，其特征在于，所述方法在与媒体处 理单元（MPU) -同传输的信令信息中加入不等差错保护标志位。3. 根据权利要求1所述的基于媒体内容的FEC机制，其特征在于，所述方法加入专门的 指示字段，以形成更多个性化的保护方案。4. 根据权利要求3所述的基于媒体内容的FEC机制，其特征在于，所述专门的指示字段 加在MFU包头前。5. 根据权利要求1所述的基于媒体内容的FEC机制，其特征在于，所述方法在与媒体 处理单元（MPU) -同传输的信令信息中加入不等差错保护标志位，同时加入专门的指示字 段，以形成更多个性化的保护方案。6. 根据权利要求1-5任一项所述的基于媒体内容的FEC机制，其特征在于，所述方法将 媒体内容进行分级，并赋予不同的重要性，然后利用信令和指示字段控制，采用不同的FEC 编码强度编码。7. 根据权利要求6所述的基于媒体内容的FEC机制，其特征在于，所述方法针对 MMTAL-FEC发送端架构，发送端流程为： a) 服务器端根据媒体资源生成MMTP流和信令； b) 分析媒体资源中每帧的重要性，把这些MMT负载分到不同的原数据流，传递到相应 的FEC机制做保护； c) FEC编码完后，返回相应的修复字符以及FEC数据负载标识和原数据负载标识； d) 所有的修复字符打包成FEC修复包，发送到传输层。8. 根据权利要求6所述的基于媒体内容的FEC机制，其特征在于，通过信令识别FEC 流以及采用的FEC编码结构和FEC code，为了支持这种机制，修改了信令中的FEC_FLOW_ DESCRIPTOR字段：原来的信令仅仅支持一个FEC流中复用多个媒体资源的修复信息，现在 增加了一种针对一个媒体资源的不同重要性部分，分别进行FEC的信令控制，使FEC机制能 够更加细化，服务端可以根据用户网络状态动态地调整媒体资源不同部分的FEC强度，在 网络带宽和用户体验间取得一个平衡点。
【文档编号】H04L1/00GK105827361SQ201510010097
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2015年1月8日
【发明人】徐异凌, 张文军, 孙军, 管云峰, 张小云, 何大治, 柳宁
【申请人】上海交通大学