专利名称：高画质影片无线传输方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明主要涉及高画质(High Definition,HD)影片无线传输,尤其涉及一种于一媒介存取控制层中排程与切割高画质的影片数据封包的方法及装置。
背景技术：
高画质(HD)影片指具有较一般画质(Standard Definition, SD)影片高的解析度(resolution)的影片，例如 1280X720 像素(720pixel，720p)或 1920X1080 像素(1080i/1080p)的荧幕解析度。高画质(HD)影片无线传输主要用于播放高画质数字影音光盘(Digital Video Disc, DVD)、蓝光光盘(Blue-ray Disc)、高画质IP电视数字机顶盒(HD IPTV Set-top box)或是高画质电影投影等，可解决传统有线传输设备缺乏移动性、需要昂贵的高画质多媒体接口(High Definition Multimedia Interface, HDMI)传输线、以及无法支援一对多使用者的问题。·目前在居家使用数字高画质电视的比例越来越高，通过高画质IP电视数字机顶盒，多个使用者可以在不同数字高画质电视上同时观看高画质的影片，并且免除需要布置高画质多媒体接口(HDMI)传输线的麻烦。图I显示一家用环境通讯模型100。家用环境通讯模型100中包括多台数字高画质电视102与一无线高画质IP电视数字机顶盒104。无线高画质IP电视数字机顶盒104可利用各种视频画面格式(video frame format)(例如非压缩或压缩数据)、各种天线技术(例如单输入单输出(SISO)或多输入多输出(MIMO)以及各种视频画面压缩方式(例如JPEG2000或mpeg)等技术，将高画质影片分别传送至每一台数字高画质电视102。在高画质影片无线传输中，封包错误率(packet error rate)与每一个视频画面抵达接收端(无线高画质电视102)的时间都会影响收看品质。其中，有限的频宽可能会影响画面错误率(frame error rate)与每一个视频画面抵达接收端(无线高画质电视102)的时间。现有高画质影片无线传输方法中，普遍使用一限制封包错误率方法以及一最佳化传输量方法以进行高画质影片无线传输。在限制封包错误率方法中，为了减低封包错误率(例如封包错误率限制至10_2以下)，将封包的酬载长度(payload length)缩短，但是增加了附加信息(overhead information),因此需要较多的时间进行传输。而在最佳化传输量方法中，由于无线传输高画质影片所需的数据传输率相当高，为了提高在同样时间内的有效传输量(throughput)，将封包的酬载长度增大。虽然最佳化传输量方法的平均传输时间最短，但是由于封包的酬载长度变大，增高了封包错误率。
发明内容
有鉴于上述先前技术的问题，本发明提供了一种高画质影片无线传输方法与装置，可在保障高画质(HD)影片所需的品质下，估计出一最小所需传输时间(MinimumRequired Transmission Time，MRTT)，并且利用估计出的最小所需传输时间(MRTT)在媒介存取控制层(Medium Access Control layer, MAC layer)中作排程。
根据本发明披露的一实施例所提供的一种高画质影片无线传输方法，适用于传送一高画质影片的一视频画面的一数据封包。此方法包括接收上述视频画面，上述视频画面具有一视频画面尺寸；取得与上述视频画面相关的一酬载长度与一最小所需传输时间，其中上述最小所需传输时间为传输上述视频画面至一接收端所需的一最短时限；根据上述酬载长度对上述视频画面进行封包切割以取得上述数据封包；以及根据上述最小所需传输时间将上述数据封包进行排程，并且传送至上述接收端。根据本发明披露的一实施例所提供的一种高画质影片无线传输装置，适用于传送一高画质影片的一视频画面的一数据封包。此装置包括一视频源模块，用以接收上述视频画面；一媒介存取控制控制模块，用以取得与上述视频画面相关的一酬载长度与一最小所需传输时间，其中上述最小所需传输时间为传输上述视频画面至一接收端所需的一最短时限；一分封单元，用以根据上述酬载长度对上述视频画面进行封包切割以取得上述数据封包；以及一媒介存取控制排程器，用以根据上述最小所需传输时间将上述数据封包进行排程，并且输出至一实体层以传送至上述接收端。
本发明在无线条件较差时仍可符合延迟条件而不会有视频画面的错误，并且使用最小所需传输时间传送视频画面的封包，可在有限频宽内提供更多使用者观赏高画质影片。
图I显示一家用环境通讯模型；图2显示一视频画面切割示意图；图3显示根据本发明一实施例所述的高画质影片无线传输方法的流程图；图4显示根据本发明另一实施例所述的高画质影片无线传输方法的流程图；图5显示根据本发明一实施例所述的高画质影片无线传输装置；图6显示根据本发明另一实施例所述的高画质影片无线传输装置；图7显示根据本发明一实施例所述的高画质影片无线传输方法与先前技术在信噪比不同时所需的最小所需传输时间。其中，附图标记说明如下100 家用环境通讯模型；102 数字高画质电视；104 无线高画质IP电视数字机顶盒；200 视频画面切割示意图202 视频画面；204 视频画面切割块；300、400 流程图；S302 S310、S402 S418 步骤；500、600 高画质影片无线传输装置；502、602 视频源模块；504,604 媒介存取控制控制模块；506、610 分封单元；
508、612 排程器；606 视频画面暂存单元；608 传输性能改善单元；614 传输与测量模块。
具体实施例方式如上所述，在高画质影片无线传输中，封包错误率(packet error rate)与每一个视频画面抵达接收端(例如无线高画质电视102)的时间都会影响收看品质。因此，必须根据即时的通道状况，针对所欲传送的封包酬载长度作适当的调整，并且可在有视频画面错 误(video frame error)时通过媒介存取控制层(MAC layer)中的重传机制(e.g. I-ACK)来作修正。本发明所提供的高画质影片无线传输方法与装置可将压缩后或未压缩的高画质影片在较小的频宽上作无线传输，也可使用超宽频(Ultra Wideband, UffB)技术或WiFi(Iln)科技上作使用。一般来讲，假设一部高画质影片的播放时间为120分钟，每分钟必需拨放大约30到60个视频画面(video frames)。为了让高画质影片在120分钟的播放时间内不会有视频画面错误(video frame error)所需的画面错误率(frame error rate)即为一目标画面错误率(target frame error rate),例如一部120分钟的高画质影片的目标画面错误率大约为10_6。而当有视频画面错误产生时，可通过媒介存取控制层的重传机制来作修正。除此的外，为了维持高画质影片的播放品质，接收端(e.g.无线高画质电视102)必需可以持续不间断的接收视频画面，因此每一个视频画面抵达接收端(例如无线高画质电视102)的时间可在发送端(例如无线高画质IP电视数字机顶盒104)估计出来，并且发送端可根据视频画面抵达接收端的时间作相关排程，以避免接收端接收视频画面的延迟。本发明所提供的高画质影片无线传输方法可满足一延迟条件(delay constraint)。假设该高画质影片无线传输的画面传输率(frame rate)为每秒30个视频画面，且接收端的解码暂存器(decoder buffer)仅可允许暂存一个视频画面，该延迟条件便等于每1/30秒必须将下一个视频画面送达接收端的解码暂存器。若无法满足该延迟条件，接收端解码暂存器可能无法即时进行解码，而造成视频画面错误(video frame error)。图2显示一视频画面切割示意图200。视频画面切割示意图200包括一视频画面202与多个视频画面切割块204。如上所述，高画质影片无线传输的画面传输率可为每秒30个视频画面，例如可每秒传送30个视频画面202。发送端(例如无线高画质IP电视数字机顶盒104)可将视频画面202切割为多个视频画面切割块204后，将视频画面切割块204分别封装至封包内并传送至接收端(例如无线高画质电视102)。为了解决先前技术的问题，本发明一实施例提供了一高画质影片无线传输方法。该高画质影片无线传输方法可以满足高画质影片的目标画面错误率(例如10_6)。特别说明的是，本发明一实施例的高画质影片无线传输方法定义了一所需传输时间(RequiredTransmission Time，RTT)，该所需传输时间(RTT)为传输一个视频画面所需的一时限，且该所需传输时间(RTT)可满足目标画面错误率(例如10_6)。本发明的高画质影片无线传输方法除了提出所需传输时间(RTT)，并且针对每一个视频画面(video frames)调整视频画面的封包的酬载长度与调变编码方案(Modulation and Coding Scheme,MCS),从而得到一最小所需传输时间(Minimum Required Transmission Time, MRTT),其中该最小所需传输时间(MRTT)是传输一个视频画面所需的一最短时限。图3显示根据本发明一实施例所述的高画质影片无线传输方法的流程图300。首先，接收一视频画面，该视频画面具有一视频画面尺寸(例如O. 5Mb 3Mb)(步骤S302)。接下来，取得一酬载长度(payload length)与对应的一最小所需传输时间(MRTT)，其中最小所需传输时间为传输视频画面所需的时限(步骤S304)。取得该酬载长度与对应的最小所需传输时间后，根据该酬载长度对该视频画面进行封包切割以取得该视频画面的数据封包(步骤S306)。最后，根据该最小所需传输时间将该视频画面的数据封包进行排程，并且传送至接收端(步骤S308)。特别说明的是，本发明所定义的最小所需传输时间(MRTT)可如同以下式一所示式一
权利要求
1.一种高画质影片无线传输方法，适用于传送一高画质影片的一视频画面的一数据封包，包括 接收上述视频画面； 取得与上述视频画面相关的一酬载长度与一最小所需传输时间，其中上述最小所需传输时间为传输上述视频画面至一接收端所需的一最短时限； 根据上述酬载长度对上述视频画面进行封包切割以取得上述数据封包；以及 根据上述最小所需传输时间将上述数据封包进行排程，并且传送至上述接收端。
2.如权利要求I所述的高画质影片无线传输方法，其中上述视频画面具有一视频画面尺寸，且取得上述最小所需传输时间的步骤包括 根据上述视频画面尺寸与一信噪比，调整上述酬载长度与一调变编码方案。
3.如权利要求2所述的高画质影片无线传输方法，其中上述调变编码方案是根据上述信噪比，由一对照表取得。
4.如权利要求3所述的高画质影片无线传输方法，其中上述最小所需传输时间是传输一个视频画面所需的一最短时限，并且上述最小所需传输时间满足一目标画面错误率，其中上述目标画面错误率是于播放上述高画质影片时不会产生一视频画面错误所需的一画面错误率。
5.如权利要求4所述的高画质影片无线传输方法，还包括 根据下列公式取得上述最小所需传输时间与上述酬载长度，其中D为上述视频画面尺寸，L为上述酬载长度，e为上述目标画面错误率的函数，P为一符元错误率，C为一常数，R(m)为一传输速率，以及Ot (m)为一附加信息。
6.如权利要求5所述的高画质影片无线传输方法，其中上述符元错误率根据上述信噪比与上述调变编码方案取得。
7.如权利要求I所述的高画质影片无线传输方法，还包括 根据一延迟条件判断上述视频画面是否逾时；以及 当上述视频画面逾时时，移除上述视频画面。
8.—种高画质影片无线传输装置，适用于传送一高画质影片的一视频画面的一数据封包，包括 一视频源模块，用以接收上述视频画面； 一媒介存取控制控制模块，用以取得与上述视频画面相关的一酬载长度与一最小所需传输时间，其中上述最小所需传输时间为传输上述视频画面至一接收端所需的一最短时限； 一分封单元，用以根据上述酬载长度对上述视频画面进行封包切割以取得上述数据封包；以及 一媒介存取控制排程器，用以根据上述最小所需传输时间将上述数据封包进行排程，并且输出至一实体层以传送至上述接收端。
9.如权利要求8所述的高画质影片无线传输装置，其中上述视频画面具有一视频画面尺寸，且上述媒介存取控制控制模块取得上述最小所需传输时间包括根据上述视频画面尺寸与一信噪比，调整上述酬载长度与一调变编码方案。
10.如权利要求9所述的高画质影片无线传输装置，其中上述媒介存取控制控制模块根据上述信噪比，由一对照表取得上述调变编码方案。
11.如权利要求10所述的高画质影片无线传输装置，其中上述最小所需传输时间是传输一个视频画面所需的一最短时限，并且上述最小所需传输时间满足一目标画面错误率，其中上述目标画面错误率是于播放上述高画质影片时不会产生一视频画面错误所需的一画面错误率。
12.如权利要求11所述的高画质影片无线传输装置，其中上述媒介存取控制控制模块还根据下列公式取得上述最小所需传输时间与上述酬载长度，其中D为上述视频画面尺寸，L为上述酬载长度，e为上述目标画面错误率的函数，P为一符元错误率，C为一常数，R(m)为一传输速率，以及Ot (m)为一附加信息。
13.如权利要求12所述的高画质影片无线传输装置，其中上述符元错误率根据上述信噪比与上述调变编码方案取得。
14.如权利要求8所述的高画质影片无线传输装置，还包括 一视频画面暂存单元，用以根据一延迟条件判断上述视频画面是否逾时，以及当上述视频画面逾时时，移除上述视频画面。
全文摘要
一种高画质影片无线传输方法及装置，适用于传送一高画质影片的一视频画面的一数据封包。此方法包括接收上述视频画面，上述视频画面具有一视频画面尺寸；取得与上述视频画面相关的一酬载长度与一最小所需传输时间，其中上述最小所需传输时间为传输上述视频画面至一接收端所需的一最短时限；根据上述酬载长度对上述视频画面进行封包切割以取得上述数据封包；以及根据上述最小所需传输时间将上述数据封包进行排程，并且传送至上述接收端。本发明在无线条件较差时仍可符合延迟条件而不会有视频画面的错误，并且使用最小所需传输时间传送视频画面的封包，可在有限频宽内提供更多使用者观赏高画质影片。
文档编号H04N21/6437GK102957905SQ20111024961
公开日2013年3月6日 申请日期2011年8月23日 优先权日2011年8月23日
发明者吴东祐, 周禹伸, 黄经尧 申请人:宏碁股份有限公司