用于流送内容的方法和服务器的制造方法

用于流送内容的方法和服务器的制造方法
【专利摘要】公开了一种用于流送内容的方法和服务器。该方法包括：接收用于多媒体数据对象的质量函数；从接收方接收服务质量QoS值；基于所接收的QoS值使用所接收的质量函数以估计在所述接收方处的所述多媒体数据对象的感知质量；以及至少部分地基于所估计的在所述接收方处的所述多媒体数据对象的感知质量，执行关于所述多媒体数据对象的缓存放置策略。
【专利说明】用于流送内容的方法和服务器
[00011 本申请是申请日为2012年2月10日、申请号为201280008627.0、发明名称为"用于 内容分配和接收的方法和装置"的中国专利申请的分案申请。
[0002] 相关申请的交叉引用
[0003] 本申请要求享有2011年2月11日提交的美国临时申请No. 61 /441，818的权益，这些 申请的内容在这里引入作为参考。
【背景技术】
[0004] 通过有线和无线网络的多媒体应用正在快速增长。不管多媒体内容需要大量的来 自下层网络的大量资源的这一事实，终端用户需求丰富的多媒体应用。中央媒体服务器需 要对中枢网际协议（IP)网络带宽的相当大的需求。作为这种情况的解决方案，网络运营商 已经将缓存和流复制器放置在运营商网络中，称为网络对等体。
[0005] 网络对等体由运营商或服务提供方部署和控制。网络对等体与其他运营商或服务 提供方部署的缓存服务器对接。通过某种形式的内容/网络对等，不同的互联网服务提供方 (ISP)可以合作以分担一些内容传送负担。由于网络对等体缓存不论来源的内容，所以网络 对等体看起来与在内容分配网络(CDN)中缓存是不一样的。此外，可以利用网络对等功能来 增强⑶N边缘服务器。
[0006] ISP可以在无线局域网(WLAN)接入点内选择执行某多媒体内容的缓存来在WLAN连 接范围内服务一些本地用户。另一方面，普及的内容可以被缓存在宏小区控制器中。考虑到 内容的一部分(如影片的第一部分）的通用性可以与内容的其他部分(如影片的最后部分） 的通用性不一样的事实，内容分割可以与缓冲技术一起使用。这可能是由于提早停止观看 而发生的，其中用户可能在内容结束前就暂停或结束观看。

【发明内容】

[0007] 公开了一种用于内容分配和接收的方法和装置。内容对象的质量函数可以被发送 到中间缓存代理服务器和/或接收方。质量函数提供在用于内容对象的至少两个质量度量 之间的函数关系，以使在接收方处的内容对象的可感知的质量可以基于所述质量函数被估 计。所述质量函数可以由多项式序列和/或一组平均值和标准差值来描述。所述质量函数可 以被包括在用于通过HTTP(DASH)流的动态自适应流的媒体展示描述(MPD)中或用于实时流 协议(RTSP)流的会话描述协议(SDP)消息或实时控制协议(RTCP)发送方报告中。
【附图说明】
[0008] 更详细的理解可以从以下结合附图并且举例给出的描述中得到，其中：
[0009] 图1A是可以实施所公开的一个或多个实施方式的例示通信系统的系统图；
[0010] 图1B是可以在图1A所示的通信系统内使用的例示无线发射/接收单元(WTRU)的系 统图；
[0011] 图1C是可以在图1A所示的通信系统内使用的例示无线电接入网和例示核心网的 系统图；
[0012] 图2示出了基于IP多媒体子系统（BIS)的端对端的内容分配系统的示例；
[0013] 图3示出了重构的质量的两个样本函数，其作为接收方和副本(replica)服务器之 间的平均比特率的函数；
[0014] 图4示出了根据一个实施方式的用于通过HTTP(DASH)流的动态自适应流的例示网 络架构；以及
[0015] 图5示出了根据一个实施方式的用于实时流协议(RTSP)流的例示网络架构。
【具体实施方式】
[0016] 图1A示出了可以实施所公开的一个或多个实施方式的例示通信系统100。通信系 统100可以是为多个无线用户提供语音、数据、视频、消息传递、广播等内容的多址接入系 统。该通信系统100能使多个无线用户通过共享包括无线带宽在内的系统资源来访问这些 内容。例如，通信系统100可以使用一种或多种信道接入方法，如码分多址(CDMA)、时分多址 (TDMA)、频分多址(FDMA)、正交FDMA(0FDMA)、单载波FDMA(SC-FDMA)等等。
[0017] 如图1A所示，通信系统100可以包括无线发射/接收单元(WTRU) 102a、102b、102c、 102d、无线电接入网(RAN)104、核心网106、公共交换电话网(PSTN)108、因特网110以及其他 网络112,但是应该了解，所公开的实施方式考虑到了任何数量的WTRU、基站、网络和/或网 络元件。每一个WTRU 102a、102b、102c、102d都可以是被配置成在无线环境中工作和/或通 信的任何类型的设备。举个例子，WTRU 102&、10213、102(：、102(1可以被配置成传送和/或接收 无线信号，并且可以包括用户设备(UE)、移动站、固定或移动订户单元、寻呼机、蜂窝电话、 个人数字助理(PDA)、智能电话、膝上型计算机、上网本、个人计算机、无线传感器、消费类电 子广品等等。
[0018] 通信系统100还可以包括基站114a和基站114b。每一个基站114a和114b可以是被 配置成与至少一个WTRU 102a、102b、102c、102d无线对接的任何类型的设备，以便促成针对 一个或多个通信网络的接入，例如核心网106、因特网110和/或另一个网络112。举个例子， 基站114a、114b可以是基站收发台(BTS)、节点B、e节点B、家用节点B、家用e节点B、站点控制 器、接入点(AP)、无线路由器等等。虽然基站114a、114b中的每一个都被描述成是单个元件， 但是应该了解，基站114a、114b可以包括任何数量的互连基站和/或网络元件。
[0019] 基站114a可以是RAN 104的一部分，其中该RAN 104还可以包括其他基站和/或网 络兀件（未显不），例如基站控制器（BSC)、无线电网络控制器（RNC)、中继节点等等。基站 114a和/或基站114b可以被配置成在被称为小区（未显示）的特定地理区域内部传送和/或 接收无线信号。小区还可以分成小区扇区。例如，与基站114a相关联的小区可以分成三个扇 区。因此在一个实施方式中，基站114a可以包括三个收发信机，也就是说，小区的每一个扇 区都具有一个收发信机。在另一个实施方式中，基站114a可以使用多输入多输出(ΜΙΜΟ)技 术，并且由此可以为小区中的每个扇区使用多个收发信机。
[0020] 基站 114a、114b 可以经由空中接口 116 与一个或多个 WTRU 102a、102b、102c、102d 进行通信，其中该空中接口 116可以是任何适当的无线通信链路(例如射频(RF)、微波、红外 线（IR)、紫外线(UV)、可见光等等）。该空中接口 116可以使用任何适当的无线电接入技术 (RAT)来建立。
[0021]更具体地说，如上所述，通信系统100可以是多址接入系统，并且可以使用一种或 多种信道接入方案，如CDMA、TDMA、FDMA、(FDMA、SC-roMA等等。例如，RAN 104中的基站114a 与WTRU 102a、102b、102c可以实施如通用移动电信系统(UMTS)陆地无线电接入(UTRA)之类 的无线电技术，该无线电技术可以用宽带CDMA(WCDMA)来建立空中接口 116。WCDMA可以包括 如高速分组接入(HSPA)和/或演进型HSPA(HSPA+)之类的通信协议。HSPA则可以包括高速下 行链路分组接入(HSDPA)和/或高速上行链路分组接入(HSUPA)。
[0022] 在另一个实施方式中，基站114a和WTRU 102a、102b、102c可以实施如演进型UTRA (E-UTRA)之类的无线电技术，该无线电技术则可以使用长期演进(LTE)和/或高级LTE(LTE-A)来建立空中接口 116。
[0023] 在其他实施方式中，基站114a与WTRU 102a、102b、102c可以实施如IEEE802.16(即 全球微波接入互通接入(WiMAX))、00嫩2000丄0嫩20001乂、00嫩2000演进数据优化江￥-00)、 临时（Interim)标准2000(IS-2000)、临时标准95(IS-95)、临时标准856(IS-856)、全球移动 通信系统(GSM)、用于GSM演进的增强数据速率(EDGE)、GSM EDGE(GERAN)等无线电接入技 术。
[0024]举例来说，图1A中的基站114b可以是无线路由器、家用节点B、家用e节点B或接入 点，并且可以使用任何适当的RAT来促成局部区域中的无线连接，例如营业场所、住宅、交通 工具、校园等等。在一个实施方式中，基站114b和WTRU 102c、102d可以实施诸如IEEE 802.11之类的无线电技术来建立无线局域网（WLAN)。在另一个实施方式中，基站114b和 WTRU102c、102d可以实施诸如IEEE 802.15之类的无线电技术来建立无线个域网(WPAN)。在 另一个实施方式中，基站114b和WTRU 102c、102d可以通过使用基于蜂窝的RAT(例如WCDMA、 CDMA2000、GSM、LTE、LTE-A等等)来建立微微小区或毫微微小区。如图1A所示，基站114b可以 与因特网110直接连接。由此，基站114b不必需要经由核心网106来接入因特网110。
[0025] RAN 104可以与核心网106进行通信，其中该核心网106可以是被配置成向一个或 多个WTRU 102&、10213、102(：、102(1提供语音、数据、应用和/或网际协议上的语音(￥〇1?)服务 的任何类型的网络。例如，核心网106可以提供呼叫控制、记账服务、基于移动位置的服务、 预付费呼叫、因特网连接、视频分发等等，和/或执行高级安全功能，例如用户验证。虽然在 图1A中没有显示，但是应该了解，RAN 104和/或核心网106可以直接或间接地和其他使用了 与RAN 104相同的RAT或不同RAT的RAN进行通信。举个例子，除了与可以使用E-UTRA无线电 技术的RAN 104相连之外，核心网106还可以与另一个使用GSM无线电技术的RAN(未显示)进 行通信。
[0026] 核心网106 还可以充当供 WTRU 102&、10213、102(3、102(1接入？5了~108、因特网110 和/或其他网络112的网关。PSTN 108可以包括提供简易老式电话服务(POTS)的电路交换电 话网。因特网110可以包括使用了公共通信协议的全球性互联计算机网络设备系统，例如 TCP/IP互联网协议族中的传输控制协议(TCP)、用户数据报协议(UDP)和网际协议（IP)。网 络112可以包括由其他服务提供方拥有和/或运营的有线或无线通信网络。例如，网络112可 以包括与一个或多个RAN相连的另一个核心网，其中所述一个或多个RAN可以使用与RAN 104相同或不同的RAT。
[0027] 通信系统100中的WTRU 102&、10213、102(3、102(1的一些或所有可以包括多模能力， 也就是说，WTRU 102a、102b、102c、102d可以包括在不同无线链路上与不同无线网络通信的 多个收发信机。例如，图1A所示的WTRU 102c可以被配置成与使用基于蜂窝的无线电技术的 基站114a通信，以及与可以使用IEEE 802无线电技术的基站114b通信。
[0028] 图1B是例示WTRU102的系统图。如图1B所示，WTRU 102可以包括处理器118、收发信 机120、发射/接收元件122、扬声器/麦克风124、键盘126、显示器/触摸板128、不可移动存储 器130、可移动存储器132、电源134、全球定位系统(GPS)芯片组136以及外围设备138。应该 了解的是，在保持符合实施方式的同时，WTRU 102可以包括前述元件的任何子组合。
[0029] 处理器118可以是通用处理器、专用处理器、常规处理器、数字信号处理器(DSP)、 多个微处理器、与DSP核心关联的一个或多个微处理器、控制器、微控制器、专用集成电路 (ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)电路、任意其他类型的集成电路（1C)、状态机等等。处理 器118可以执行信号编码、数据处理、功率控制、输入/输出处理和/或其他任何能使WTRU 102在无线环境中工作的功能。处理器118可以耦合至收发信机120,收发信机120可以耦合 至发射/接收元件122。虽然图1B将处理器118和收发信机120描述成是独立组件，处理器118 和收发信机120可以同时集成在电子封装或芯片中。
[0030] 发射/接收元件122可以被配置成经由空中接口 116传送或接收去往或来自基站 (例如基站114a)的信号。举个例子，在一个实施方式中，发射/接收元件122可以是被配置成 传送和/或接收RF信号的天线。在另一个实施方式中，举例来说，发射/接收元件122可以是 被配置成传送和/或接收IR、UV或可见光信号的发射器/检测器。在另一个实施方式中，发 射/接收元件122可以被配置成传送和接收RF和可见光信号。应当理解发射/接收元件122可 以被配置成传送和/或接收无线信号的任何组合。
[0031] 此外，虽然在图1B中将发射/接收元件122描述成是单个元件，但是WTRU 102可以 包括任何数量的发射/接收元件122。更具体地说，WTRU 102可以使用ΜΜ0技术。因此在一个 实施方式中，WTRU 102可以包括两个或更多个通过空中接口 116来传送和接收无线信号的 发射/接收元件122(例如多个天线）。
[0032] 收发信机120可以被配置成对发射/接收元件122将要传送的信号进行调制，以及 对发射/接收元件122接收的信号进行解调。如上所述，WTRU 102可以具有多模能力。由此， 收发信机120可以包括允许WTRU 102借助诸如UTRA和IEEE802.il之类的多种RAT来进行通 信的多个收发信机。
[0033] WTRU 102的处理器118可以耦合至扬声器/麦克风124、键盘126和/或显示器/触摸 板128(例如液晶显示器(LCD)显示单元或有机发光二极管(0LED)显示单元），并且可以接收 来自这些设备的用户输入数据。处理器118还可以向扬声器/麦克风124、键盘126和/或显示 器/触摸板128输出用户数据。此外，处理器118可以从任何适当的存储器、例如不可移动存 储器130和/或可移动存储器132中存取信息，以及将信息存入这些存储器。所述不可移动存 储器130可以包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(R0M)、硬盘或是其他任何类型的内存 存储设备。可移动存储器132可以包括订户身份模块(sn〇卡、记忆棒、安全数字(SD)记忆卡 等等。在其他实施方式中，处理器118可以从那些并非物理位于WTRU 102的存储器、例如位 于服务器或家庭计算机(未显示）的存储器上存取信息，以及将数据存入这些存储器。
[0034]处理器118可以接收来自电源134的电力，并且可以被配置分发和/或控制用于 WTRU 102中的其他组件的电力。电源134可以是为WTRU 102供电的任何适当的设备。例如， 电源134可以包括一个或多个干电池(例如镍镉(Ni-Cd)、镍锌(Ni-Zn)、镍氢(NiMH)、锂离子 (Li-ion)等等）、太阳能电池、燃料电池等等。
[0035] 处理器118还可以与GPS芯片组136耦合，该芯片组136可以被配置成提供关于WTRU 102的当前位置的位置信息（例如经度和炜度）。作为来自GPS芯片组136的信息的补充或替 换，WTRU 102可以通过空中接口 116接收来自基站(例如基站114a、114b)的位置信息，和/或 根据从两个或多个附近基站接收的信号定时来确定其位置。应该了解的是，在保持符合实 施方式的同时，WTRU 102可以借助任何适当的位置确定方法来获取位置信息。
[0036]处理器118还可以耦合到其他外围设备138,其他外围设备138可以包括提供附加 特征、功能和/或有线或无线连接的一个或多个软件和/或硬件模块。例如，外围设备138可 以包括加速度计、电子指南针、卫星收发信机、数字相机（用于照片和视频）、通用串行总线 (USB)端口、振动设备、电视收发信机、免提耳机、蓝牙?模块、调频(FM)无线电单元、数字音 乐播放器、视频游戏机模块、因特网浏览器等等。
[0037]图1C是根据一个实施方式的RAN 104和核心网106的系统图示。如上所述，RAN 104 可以使用UTRA无线电技术通过空中接口 116来与WTRU102a、102b、102c进行通信。RAN 104还 可以与核心网106进行通信。如图1C所示，该RAN 104可以包括节点B 140a、140b、140c，其中 的每一个都可以包括一个或多个收发信机，以便通过空中接口 116来与WTRU 102a、102b、 102c进行通信。节点140a、140b、140c都可以与在RAN 104中的一个特定小区（未显示）相关 联。RAN 104还可以包括RNC142a、142b。但是应该了解，在保持符合实施方式的同时，RAN 104可以包括任何数量的节点B和RNC。
[0038] 如图1C所示，节点B 140a、140b可以与RNC142a进行通信。此外，节点140c可以与 1?〇4213进行通信。节点8 14(^、14013、140(3可以经由11113接口与各自的1^(：1423、1^(：142匕 进行通信。RNC 142a、RNCl 42b可以经由Iur接口相互通信。RNC 142a、RNCl 42b中的每一个 可以被配置以控制与其连接的各自的节点14〇3、14013、140(3。此外，1^(：142&、1^(：14213中的 每一个可以被配置以实施或支持如外环功率控制、负载控制、许可控制、分组调度、切换控 制、宏分集、安全功能、数据加密等等的其他功能
[0039] 图1C所示的核心网106可以包括媒体网关(MGW) 144、移动交换中心(MSC) 146,服务 GPRS支持节点（SGSN) 148，和/或网关GPRS支持节点(GGSN) 150。虽然每个前述元件均被描述 成是核心网106的一部分，但应该了解，这些元件中的任何一个都可被核心网运营商之外的 其他实体拥有和/或运营。
[0040] 在RAN104中的RNC 142a可以经由IuCS接口连接到在核心网106中的MSC 146JSC 146 可以被连接到MGW 144 JSC 146 和 MGW 144 可以为 WTRU 102a、102b、102c 提供诸如 PSTN 108之类的电路交换网络的接入，以促成WTRU 102a、102b、102c与传统的陆线通信设备之间 的通信。
[0041 ] 在RAN104中的RNC 142a还可以经由IuPS接口连接到在核心网106中的SGSN 148。 SGSN 的 148 可以连接到 GGSN 15(LSGSN 148 和 GGSN 150 可以为 WTRU 102a、102b、102c 提供诸 如因特网110之类的分组交换网络的接入，以促成WTRU 102a、102b、102c与IP使能设备之间 的通信。
[0042]如上所述，核心网106还可以被连接到网络112,网络112可以包括被其他服务提供 方拥有和/或操作的有线或无线网络。
[0043]此后，术语"客户端"和"WTRU"将会交换使用。
[0044]应该指出的是，所述实施方式可以参照视频应用和基于IMS的系统来解释，但是被 公开的实施方式适用于任何应用和任何系统。
[0045]图2示出了基于IMS的端对端内容分配系统的示例。WTRU 212请求被ISP缓存和控 制的多媒体内容。WTRU 212通过经由固定或移动接入网络214发送内容请求来启动内容分 配服务。该内容请求被重定向到入口（P〇rtal)216。媒体内容从内容源服务器/编码器218被 分配到离用户较近的内容缓存220。被储存在IMS CN子系统230中的用户简档和终端能力信 息232提供用户的优先选择和终端能力，这可以用来决定客户端(例如，WTRU)是否能够接收 所请求的内容。在IMS CN子系统230中的内容控制功能234控制如何在网络上分配内容和 WTRU 212在哪里获得所请求的内容。
[0046] 多媒体内容在网络(包括缓存子系统)上的分配引起副本放置问题。存在一组多媒 体数据对象（即，内容)且这些数据对象在一组存储节点（即，图2中的内容缓存220)被分配。 客户端(如图2中的WTRU 212)从存储节点中的一个访问数据对象。对象副本放置问题可以 被表达为逼近针对被服务的客户端的数量求平均后的某度量的整体性能（如最小存储成 本、最小用户接入等待时间、网络带宽消耗等等)的问题。
[0047] 给定具有客户端C和服务器节点S的网络G，每一个客户端Ci具有其服务质量(QoS) 约束di，（例如，等待时间、抖动、错误率、视觉质量等等），和每一个服务器 Sj具有其容量约束 lj(例如，中央处理单元(CPU)负载、带宽、存储容量等）。内容副本放置问题可以通过找到一 组服务器S'以使在任何客户端 Cl和其服务器~之间的QoS受到cU的约束来解决。这可以用静 态算法解决。根服务器可以具有完全的网络和用户请求的知识。换句话说，cdP山是预先已 知的。如果用户和副本服务器的数量很少且不随时间变化，则所述静态算法可以被实施。可 替换地，内容副本放置问题可以通过动态算法来解决。客户端启动由内容分配网络(CDN)服 务提供方提供的后台（daemon)程序，以通过估计cU并计算出网络拓扑结构来积极地参与计 算。换句话说，(^和土随时间的变化而变化。
[0048]内容副本放置问题可以被表达为等式（1)。每个接收方的平均QoS可以被表达为相 当于每个个体的质量函数Qk的加权和。质量函数可以测量重构的视觉质量、网络延迟、延迟 变化，或任何其他影响使用给定副本放置策略的内容的感知质量的度量。
[0049]
[0050] 其中^1，GGSOkdfXsO彡FlL代表接收方的数量、K代表质量度量的 k：=] 数量(如k=l:视觉质量，k = 2:等待时间，k = 3:抖动，k = 4:错误率等等），wk代表每个质量 度量的权重(如〇~lhQkU^CO代表&和&的质量度量k的质量函数，其可以被标准化(SP，0 彡〇办 1，(：1)<1)，51代表用于接收方1的内容服务器，(：1为质量函数的输入参数，（如取决于 接入网络的接收方比特率或者分组损失比率等），这代表最小质量需求，fXSO代表服务器 Si的约束(如负载、带宽和存储容量等等），以及Fi代表服务器上的需求(如最大负载、最小带 宽和存储容量等等）。用于质量函数的质量度量可以包括服务无接入、服务失败、重新缓冲、 图像腐蚀、边缘噪声、模糊强度、方块效应(blockiness)、冻结图像、音频质量、音频/视频同 步错误等等
[0051] 解决方案是从整个群组S中找到服务器Si的最小数目。例如，二维质量函数的X轴 可以是在服务器和客户端之间的接收方比特率或分组损失比率，而二维质量函数的y轴可 以是峰值信噪比(PSNR)、急动（jerkiness)(帧冻结）、阻塞效应(blocking effect)、模糊强 度(blurriness)(细节清晰度(details clarity))等等，且质量函数可以在接收方侧估计 可感知的视觉质量。
[0052]质量函数可以从媒体流服务器被发送到客户端。随后，客户端可以发送接收方报 告至中间缓存代理，使用收到的质量函数来表达QoS值。基于接收到的所有客户端的质量函 数值，中间缓存代理可以开发适当的内容副本放置策略。
[0053]可替换地，质量函数可以从媒体流服务器被发送到中间缓存代理。客户端可以发 送包括诸如接收方比特率、分组损失比率或者其他关于特定WTRU输入参数之类的QoS值的 接收方报告至中间缓存代理。中间缓存代理可以使用这些客户端的QoS值作为质量函数的 输入来估计在每个接收方处的平均的可感知的质量。
[0054]质量函数可以是二维或者更高阶函数来显示(视觉）质量和各种输入参数之间的 相关性。为了简化等式(1)的解，质量函数可以被标准化在[0，1]的范围内和/或被修改为如 等式(2)中的单调增(或减)函数：
[0055] 等式（2)
[0056] 图3示出了作为Ci的函数的重构的质量的两个样本函数。在图3中，接收方和副本 服务器之间的平均比特率作为示例被使用，但任何其它输入参数(例如，分组损失比率等） 可以被使用。第一函数(等式(3))代表重构的质量和(^之间的线性关系，其简化等式（1)的 解。第二函数(等式(4))代表了显得更加符合视觉质量的人类感知的对数关系。
[0057]在图3中的第一和第二函数可以被表达如下：
[0058]
[0059] Qi〇g(Si,Ci) = log(1+Ci X 9/Uax),等式(4)
[0060] 其中Cmin代表接收方1和副本服务器Si之间的最小比特率，和Cmax代表接收方1和副 本服务器Si之间的最大比特率。
[0061] 在一个实施方式中，质量函数可以被发送到中间缓存代理服务器和/或接收方。解 决缓存放置问题需要考虑原始视频信号的实际视觉质量。例如，低运动活动场景(如教育讲 座)可以容忍一些延迟和分组损失，而高运动活动场景（如赛车场景）不能容忍这样的延迟 和分组损失。视频接收方没有关于内容的原始视觉质量的信息。在视频编码期间，这个信息 在媒体流服务器处是可用的。在编码器侧计算的质量函数可以被发送到中间缓存代理服务 器和/或接收方。例如，当缓存服务器达到一定存储限制时，质量函数可以用来帮助缓存服 务器应用缓存更换策略。例如，1Mbps的NTSC低动作影片的视觉质量(如PSNR平均值、PSNR标 准偏差等等)可能与1Mbps的NTSC高动作影片的视觉质量是不同的。如果几乎没有客户端正 请求低质量影片，则缓存服务器可以使用质量函数值来从其过载的存储中去除该低质量影 片。
[0062 ]视频流服务器可以以不同的表示(repre sen tat i on)提供相同的多媒体内容，其中 针对每个表示可以包括质量函数值。在接收方侧，接收方可以使用更高的平均可感知的质 量值做出决定来选择视频表示以下载或流。
[0063]这里公开的实施方式可以使用用于HTTP流的媒体展示描述(Mro)，或用于实时流 协议(RTSP)的会话描述协议(SDP)和实时控制协议(RTCP)消息来实施。
[0064] 对于HTTP流，通过HTTP的动态自适应流(DASH)可以作为一个示例被使用。DASH为 多媒体流技术，其中多媒体文件被划分为一个或多个片段并使用HTTP传送到客户端。媒体 内容的编码的版本和媒体内容的描述形成媒体表示。媒体内容包括一个或多个连续的媒体 内容时间周期。每个媒体内容周期包括一个或多个媒体内容分量，例如不同语言的音频分 量和视频分量。
[0065]每个媒体内容分量可以具有几个编码的版本，称为媒体流。每一个媒体流继承了 媒体内容的特性、媒体内容周期、被编码且被指派编码过程的特性(如子采样、编解码器参 数、编码比特率等)的媒体内容分量。
[0066]表示包括一个或多个媒体流。任何单个表示足以植染(render)被包含的媒体内容 分量。为了适应网络条件或其他因素，客户端可以在一周期中从一个表示变换到另一个表 不。在一个表不中，内容可以按时间分为多个片段。一个片段是在MPD中通告的一个基本的 数据单元。片段可以包含任何媒体数据。
[0067] 一个MH)描述片段信息，（例如，时间、统一资源定位符(URL)、如视频分辨率和比特 率之类的媒体特性等等）jro为XML文档，其为HTTP流客户端提供信息，以通过从HTTP服务 器顺序的下载媒体数据并渲染所包括的媒体来向用户提供媒体流服务。可以针对每个片段 提供URL以用于使用HTTP请求的检索(retrieval)。
[0068] -个或多个多媒体文件的表示（例如，不同分辨率或比特率的版本)是可用的，且 客户端可以基于网络条件、设备能力、用户优先选择等来选择特定的表示，从而实现自适应 比特流。
[0069]对于实时流协议(RTSP) /实时协议(RTP)流，在会话描述协议(SDP)中增加的视觉 质量数据可在提出/回答否定(negation)期间被使用，其帮助在中介代理服务器(例如，分 组交换流服务(PSS)适配器、媒体资源功能(MRF)或媒体网关）中为视频会话分配资源。
[0070] 根据实施方式，质量函数可以从初始流服务器被发送到代理缓存和/或接收方， (即，输入参数和质量测量之间的关系（例如，如图3所示的函数)被提供给中间代理服务器 和/或接收方）。质量函数可以被包括在用于HTTP流的MH)中，或用于实时流协议(RTSP)流的 会话描述协议(SDP)或实时控制协议(RTCP)消息中。在MH)或者SDP/RTCP消息中携带质量信 息可以帮助缓存代理做出有关媒体放置的决定和接收方选择媒体表示。
[0071] 接下来描述用于HTTP流的一个实施方式。MPD可以包括在周期层面（level)、表示 层面、或片段层面的质量函数。质量函数可以被描述为在点之间具有定义的插值的多项式 序列、平均值和标准偏差，或者上述的结合，（例如，为了节省Mro带宽，其可以从在表示层面 上的多项式序列改变成在周期层面的平均值和标准偏差）。接收方可以使用质量函数来向 质量报告服务器发送HTTP接收方报告。用于诸如可缩放的视频编解码器(SVC)、多视点视频 编解码器(MVC)、或多描述编解码器(MDC)之类的先进的视频编解码器的质量度量可以被包 括。
[0072]图4示出了根据一个实施方式用于DASH流的示例网络架构。内容在编码实体402被 准备且在HTTP服务器404被储存。内容通过网络410被分配至HTTP缓存406。质量函数在编码 实体402处被估计并被包括在MPD 408中。携带质量函数的MPD 408可以被代理缓存412拦截 以优化媒体副本放置。携带质量函数的MPD 408可以被DASH客户端414接收且质量函数可以 被用于关于服务质量(QoS)的详细的接收方报告的生成中。报告服务器420从DASH客户端 414接收所述QoS报告和可以使用该QoS报告以用于视频内容放置和传送。
[0073]下面示出示例MPD。根据一个实施方式，质量函数被添加到MPD，如加粗的字体所 示。在这个示例中，质量函数被表达为在时间（片段持续时间）和PSNR(即（x，y)值，（x =时间 (time)，y = psnr))之间的线性多项式时间序列被包括在MPD中。
[0074]
[0075]
[0076] 下面描述用于RTSP流的一个实施方式。SDP可以被扩展为包括在提出/应答协商期 间的质量函数。质量函数针对每个媒体分量可以被描述为在点之间具有定义的插值的多项 式序列、平均值和标准偏差，或者上述的结合(例如，为了节省MPD带宽，发送方报告可以从 多项式序列变换到平均值和标准偏差）。在周期间隔中RTCP发送方报告可以被发送以更新 质量函数。接收方可以使用提供的质量函数返回在RTCP接收方报告中的度量(如，基于质量 函数的y值）。用于诸如可缩放的视频编解码器(SVC)、多视点视频编解码器(MVC)、或多描述 编解码器(MDC)之类的先进的视频编解码器的质量度量可以被包括。
[0077]图5示出了根据一个实施方式的用于RTSP流的示例网络架构。内容在RTSP服务器 504被存储。内容通过网络510被分配到RTP缓存506。质量函数在编码实体502处被估计并被 包括在RTSP/RTP流服务器504发送的SDP消息和/或RTCP发送方报告中。携带质量函数的SDP 消息和RTCP报告可以被代理服务器508拦截并可以为了每一个接收方被修改且用于媒体副 本放置。
[0078]携带质量函数的SDP消息和RTCP报告可以被RTSP客户端512接收且质量函数可以 用于生成RTCP接收方报告至流服务器504以及生成关于服务质量(QoS)的详细的接收方报 告至报告服务器520。报告服务器520接收来自RTSP客户端512的QoS报告并可以使用该QoS 报告来改进视频放置和传送。
[0079]根据一个实施方式的示例SDP消息如下所示。添加到SDP消息的质量函数如加粗的 字体所示。在这个示例中，在分组损失比率和PSNR/急动（即（x，y)值，（x =分组损失比率，y =psnr或急动)之间的质量函数被包括在SDP中。
[0080]
[0081] 质量函数可以被用于内容更换。例如，当代理缓存服务器达到其存储容量并需要 做出关于应该更换哪一个视频流而不对用户体验影响很大的选择时，代理缓存服务器可以 基于质量函数选择一个或多个存储的内容。例如，如果影片的比特率相同，但是质量函数不 同，代理缓存可以保留较高质量函数的影片并移除较低质量函数的影片。
[0082] 质量函数还可以用于存储优化。例如，如果两个影片有不同的比特率和帧大小，但 平均质量函数相同或基本相同，则代理缓存服务器可以移除较低比特率和/或较大帧大小 的影片。
[0083] 质量函数还可以用于优先流。例如，代理缓存服务器可以基于质量函数为一些视 频流分配更多的抖动缓冲和/或更高的优先级转发。
[0084] 实施例
[0085] 1.-种用于内容分配的方法。
[0086] 2.如实施例1所述的方法，该方法包括生成用于内容对象的质量函数。
[0087] 3.如实施例2所述的方法，其中所述质量函数提供在至少两个用于所述内容对象 的质量度量之间的函数关系，以使在接收方处的内容对象的可感知的质量基于所述质量函 数被估计。
[0088] 4.如实施例2-3中任一实施例所述的方法，该方法还包括向缓存代理服务器和/或 所述接收方提供所述质量函数。
[0089] 5.如实施例2-4中任一实施例所述的方法，其中所述质量函数被描述为多项式序 列和/或一组平均值和标准偏差值。
[0090] 6.如实施例2-5中任一实施例所述的方法，其中使用DASH将所述内容对象下载到 所述接收方，以及所述质量函数被包括在MPD中。
[0091] 7.如实施例6所述的方法，其中所述质量函数在周期层面、表示层面、或者片段层 面被提供。
[0092] 8.如实施例2-7中任一实施例所述的方法，其中使用RTSP将所述内容对象流至所 述接收方，以及所述质量函数被包括在SDP消息或RTCP发送方报告中。
[0093] 9. 一种用于内容分配的方法。
[0094] 10.如实施例9所述的方法，该方法包括接收用于内容对象的质量函数。
[0095] 11.如实施例10所述的方法，其中所述质量函数提供在至少两个用于所述内容对 象的质量度量之间的函数关系，以使在接收方处的内容对象的可感知的质量基于所述质量 函数被估计。
[0096] 12.如实施例10-11中任一实施例所述的方法，该方法还包括基于所述质量函数通 过网络中的至少一个缓存放置所述内容对象的副本。
[0097] 13.如实施例10-12中任一实施例所述的方法，该方法还包括基于所述质量函数， 管理用于存储所述内容对象的存储器。
[0098] 14.如实施例10-13中任一实施例所述的方法，该方法还包括基于所述质量函数， 确定转发所述内容对象的优先级。
[0099] 15.-种用于接收内容的方法。
[01 00] 16.如实施例15所述的方法，该方法包括接收用于内容对象的质量函数。
[0101] 17.如实施例16所述的方法，其中所述质量函数提供在至少两个用于所述内容对 象的质量度量之间的函数关系，以使在接收方处的内容对象的可感知的质量可以基于所述 质量函数被估计。
[0102] 18.如实施例16-17中任一实施例所述的方法，该方法还包括基于所述质量函数生 成QoS报告。
[0103] 19.如实施例18所述的方法，该方法包括向报告服务器报告所述QoS报告。
[0104] 20.如实施例16-19中任一实施例所述的方法，其中使用DASH将所述内容对象下载 到所述接收方，以及所述质量函数被包括在MPD中。
[0105] 21.如实施例20所述的方法，其中所述质量函数在周期层面、表示层面、或者片段 层面被提供在。
[0106] 22.如实施例20-21中任一实施例所述的方法，该方法还包括基于所述质量函数选 择用于下载的表示。
[0107] 23.如实施例16-22中任一实施例所述的方法，其中使用RTSP将所述内容对象流至 所述接收方，以及所述质量函数被包括在SDP消息或RTCP发送方报告中。
[0108] 24.如实施例23所述的方法，该方法还包括基于所述质量函数生成RTCP接收方报 告。
[0109] 25.如实施例24所述的方法，该方法还包括发送所述RTCP接收方报告至RTSP流服 务器。
[0110] 26.-种用于接收内容的装置。
[0111] 27.如实施例26所述的装置，该装置包括:处理器，该处理器被配置成接收用于内 容对象的质量函数。
[0112] 28.如实施例27所述的装置，其中所述质量函数提供在至少两个用于所述内容对 象的质量度量之间的函数关系，以使在接收方处的内容对象的可感知的质量基于所述质量 函数被估计。
[0113] 29.如实施例27-28中任一实施例所述的装置，其中所述处理器进一步被配置成基 于所述质量函数生成QoS报告，以及向报告服务器报告所述QoS报告。
[0114] 30.如实施例27-29中任一实施例所述的装置，其中所述处理器被配置成使用DASH 下载所述内容对象，以及所述质量函数被包括在Mro中。
[0115] 31.如实施例30所述的装置，其中所述质量函数在周期层面、表示层面、或者片段 层面被提供。
[0116] 32.如实施例30-31中任一实施例所述的装置，其中所述处理器被配置成基于所述 质量函数选择用于下载的表示。
[0117] 33.如实施例27-32中任一实施例所述的装置，其中所述处理器被配置成使用RTSP 接收所述内容对象，以及所述质量函数被包括在SDP消息或RTCP发送方报告中。
[0118] 34.如实施例33所述的装置，其中所述处理器被配置成基于所述质量函数生成 RTCP接收方报告以及发送所述RTCP接收方报告至RTSP流服务器。
[0119]虽然在上文中描述了采用特定组合的特征和元素，但是本领域普通技术人员将会 了解，每一个特征或元素既可以单独使用，也可以与其他特征和元素进行任何组合。此外， 这里描述的方法可以在引入到计算机可读介质中并供计算机或处理器运行的计算机程序、 软件或固件中实施。关于计算机可读介质的示例包括电信号(经由有线或无线连接发射）以 及计算机可读存储介质。关于计算机可读介质的示例包括但不局限于只读存储器(R0M)、随 机存取存储器(RAM)、寄存器、缓冲存储器、半导体存储设备、内部硬盘和可移动磁盘之类的 磁介质、磁光介质、以及CD-ROM碟片和数字多用途碟片(DVD)之类的光介质。与软件相关联 的处理器可以用于实施在WTRU、UE、终端、基站、RNC或任何主计算机中使用的射频收发信 机。
【主权项】
1. 一种方法包括： 接收用于多媒体数据对象的质量函数； 从接收方接收服务质量QoS值； 基于所接收的QoS值使用所接收的质量函数以估计在所述接收方处的所述多媒体数据 对象的感知质量；以及 至少部分地基于所估计的在所述接收方处的所述多媒体数据对象的感知质量，执行关 于所述多媒体数据对象的缓存放置策略。2. 根据权利要求1所述的方法，其中使用通过超文本传输协议HTTP流的动态自适应流 DASH将所述多媒体数据对象流送，其中接收所述质量函数包括在媒体展示描述MPD通信中 接收所述质量函数。3. 根据权利要求1所述的方法，其中使用实时流协议RTSP流将所述多媒体数据对象流 送，其中接收所述质量函数包括在会话描述协议SDP通信中接收所述质量函数。4. 根据权利要求1所述的方法，其中使用实时流协议RTSP流将所述多媒体数据对象流 送，其中接收所述质量函数包括在实时控制协议RTCP通信中接收所述质量函数。5. 根据权利要求1所述的方法，由缓存代理执行，其中从包含（i)所述缓存代理和所述 接收方之间的比特率以及（ii)所述缓存代理和所述接收方之间的丢包率的组中选择所接 收的QoS值。6. 根据权利要求1所述的方法，其中所估计的感知质量是峰值信噪比PSNR。7. 根据权利要求1所述的方法，其中从包含重构样本质量、网络延迟、延迟变化、急动、 阻塞影响以及模糊强度的组中选择所估计的感知质量。8. 根据权利要求1所述的方法，其中至少部分地基于所述多媒体数据对象的原始样本 质量，在编码器处计算所述质量函数。9. 根据权利要求1所述的方法，该方法还包括： 从一个或多个附加接收方接收附加 QoS值； 基于所接收的一个或多个QoS值使用所接收的质量函数以估计在每一个所述附加接收 方处的所述多媒体数据对象的附加感知质量， 其中执行关于所述多媒体数据对象的所述缓存配置策略包括:至少部分地基于在所述 接收方处的所述多媒体数据对象的所估计的感知质量和在每一个所述附加接收方处的所 述多媒体数据对象的所估计的附加感知质量，执行关于所述多媒体数据对象的所述缓存放 置策略。10. 根据权利要求1所述的方法，其中执行关于所述多媒体数据对象的所述缓存放置策 略包括以下一者或多者： 针对所述多媒体数据对象的至少一个副本选择各自的存储位置以及从网络存储中移 除所述多媒体数据对象的至少一个副本。11. 一种用于流送内容的服务器，该服务器包括： 处理器；以及 数据存储器，该数据存储器包含可由所述处理器执行以使所述服务器执行一组功能的 的指令，该一组功能包括： 接收用于多媒体数据对象的质量函数； 从接收方接收服务质量QoS值； 基于所接收的QoS值使用所接收的质量函数以估计在所述接收方处的所述多媒体数据 对象的感知质量；以及 至少部分地基于所估计的在所述接收方处的所述多媒体数据对象的感知质量，执行关 于所述多媒体数据对象的缓存放置策略。12. 根据权利要求11所述的服务器，其中使用通过超文本传输协议HTTP流的动态自适 应流DASH流将所述多媒体数据对象流送，其中接收所述质量函数包括在媒体展示描述MPD 通信中接收所述质量函数。13. 根据权利要求11所述的服务器，其中使用实时流协议RTSP流将所述多媒体数据对 象流送，其中接收所述质量函数包括在会话描述协议SDP通信中接收所述质量函数。14. 根据权利要求11所述的服务器，其中使用实时流协议RTSP流将所述多媒体数据对 象流送，其中接收所述质量函数包括在实时控制协议RTCP通信中接收所述质量函数。15. 根据权利要求11所述的服务器，由缓存代理执行，其中从包含（i)所述缓存代理和 所述接收方之间的比特率以及（ii)所述缓存代理和所述接收方之间的丢包率的组中选择 所接收的QoS值。16. 根据权利要求11所述的服务器，其中所估计的感知质量是峰值信噪比PSNR。17. 根据权利要求11所述的服务器，其中从包含重构样本质量、网络延迟、延迟变化、急 动、阻塞影响以及模糊强度的组中选择所估计的感知质量。18. 根据权利要求11所述的服务器，其中至少部分地基于所述多媒体数据对象的原始 样本质量，在编码器处计算所述质量函数。19. 根据权利要求11所述的服务器，其中该一组功能还包括： 从一个或多个附加接收方接收附加 QoS值； 基于所接收的一个或多个QoS值使用所接收的质量函数以估计在每一个所述附加接收 方处的所述多媒体数据对象的附加感知质量， 其中执行关于所述多媒体数据对象的所述缓存配置策略包括:至少部分地基于在所述 接收方处的所述多媒体数据对象的所估计的感知质量和在每一个所述附加接收方处的所 述多媒体数据对象的所估计的附加感知质量，执行关于所述多媒体数据对象的所述缓存放 置策略。20. 根据权利要求11所述的服务器，其中执行关于所述多媒体数据对象的所述缓存放 置策略包括以下一者或多者： 针对所述多媒体数据对象的至少一个副本选择各自的存储位置以及从网络存储中移 除所述多媒体数据对象的至少一个副本。
【文档编号】H04L29/06GK105897769SQ201610439639
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2012年2月10日
【发明人】O·卢特法拉赫, H·刘, X·德富瓦
【申请人】交互数字专利控股公司