专利名称：分级编码复用的发送端、终端、系统及方法
分级编码复用的发送端、终端、系统及方法技术领域
本发明属于多媒体广播或手机电视技术领域，特别涉及到一种在多媒体广播网络中传送音视频分级编码复用的发送端、终端、系统及方法。
背景技术：
移动多媒体广播是近年来兴起的一种多媒体播放技术。通过手持的终端，在高速移动的情况下，可以收听音频广播或观看电视。终端通过无线协议，接收到节目单，选择自己有权利收看的频道，从而可以接受选择不同节目的多媒体数据，实现在移动终端上听广播或看电视。
系统发射的不同的业务数据，分别可以封装在不同的物理信道中，每个节目的数据又包括视频、音频和数据三种类型中的一种或多种，终端接收相关的数据，通过终端上的播放器，实现音频或视频的正常播放。
无线信道是可以由不同可靠性的信道组成，根据数据的重要性的不同，分配在不同的可靠性信道中传送，高可靠信道传送最重要的数据，从而保护重要的数据。终端接收数据时，如果无线信号较好，不同可靠性信道的数据都能顺利接收，节目质量较高，当无线信号较差时，只能接收到高可靠信道传送的数据，节目质量较差。
音频或视频数据是可以分级编码，分为基本层与多个扩展层，对物理信道的可靠性要求是基本层要求最高，多个扩展层的可靠性要求依次降低，系统可以在不同可靠性信道中分别发送分级编码后的数据，在信号最差的条件下，终端只能接收到基本层数据，能听到基本的音频广播或看到基本的视频广播，如果信号条件较好，能收到一个或所有的扩展层数据，就可以实现高质量的音视频广播。
在广播网络中，现有的传送分级编码音视频数据的方法是
(I)把不同层次的数据放在不同的RTP (Real-time Transport Protocol,实时传送协议)流中，每个RTP流独立传送，在带外通过协议来传送分级编码的描述参数，终端根据这些参数来接收对应的数据。
(2)把不同层次的数据放在同一个RTP流中，在RTP包头中携带分级编码的描述参数，终端根据这些参数来接收并区分不同层次的数据。
这2种方法都是通过RTP方式进行传送的，承载开销包括RTP包头、UDP (用户数据包协议)包头、IP包头，达到40个字节以上，而每个RTP报文平均是几百个字节，开销通常在40%到80%之间。发明内容
本发明提供一种在多媒体广播系统中分级编码复用的发送端、终端、系统及方法， 对不同重要性的分级编码数据实施不同级别的保护，保护重要数据，以提高终端接收的可靠性。
本发明提供一种分级编码复用的方法，包括
将业务信道划分为多个可靠性不同的信道，将一个业务的数据编码为M个层次， 所述M个层次的数据被封装在N个不同的复用子帧中，所述N个复用子帧被分别封装在L 个不同的可靠信道上发送；
所述M、N及L均为大于I的自然数。
进一步地，所述发送端发送数据时，在复用帧头或是复用子帧头还携带分级编码参数，所述分级编码参数包括分级编码依赖子帧编号，当复用子帧的音视频数据的解码依赖于其他复用子帧的音视频数据时，分级编码依赖子帧编号设为被依赖的复用子帧编号； 当该复用子帧传送基本层音视频数据时，分级编码依赖子帧编号设为自身的复用子帧编号。
进一步地，所述分级编码参数还包括音频分级编码参数指示，用于指示复用子帧中是否有音频分级编码参数。
进一步地，当所述音频分级编码参数指示表示复用子帧中有音频分级编码参数时，所述分级编码参数还包括音频分级编码开始层数与音频分级编码结束层数；
所述音频分级编码开始层数用于指示复用子帧中音频分级编码的开始层数，所述音频分级编码结束层数用于指示复用子帧中音频分级编码的结束层数。
进一步地，当所述业务同时包含音频数据及视频数据时，将音频数据编码为Ml 层，将视频数据编码为M2层，所述M为Ml与M2中的最大值；且Ml与M2不同时为I。
本发明还提供一种分级编码复用的方法，包括
终端收到复用帧后，取出复用子帧，然后取出复用子帧头、音频段、视频段数据，根据封装的分级编码参 数，得到I个或多个复用子帧中的音视频数据的依赖关系，将多个复用子帧的音视频数据组合后，进行音视频解码，并播放。
进一步地，终端根据音频段或视频段中的时间戳，将不同层次的数据中具有相同时间戳的数据同步进入解码器进行解码。
本发明还提供一种分级编码复用的发送端
所述发送端包括编码器、复用器及调制器；
所述编码器用于将音视频数据编码为M个层次；
所述复用器用于所述M个层次的数据被封装在N个不同的复用子帧中；
所述调制器用于将N个复用子帧分别封装在L个不同的可靠信道上发送；
所述M、N及L均为大于I的自然数。
进一步地，所述复用器还用于在复用帧头或是复用子帧头封装分级编码参数，所述分级编码参数包括分级编码依赖子帧编号，当复用子帧的音视频数据的解码依赖于其他复用子帧的音视频数据时，分级编码依赖子帧编号设为被依赖的复用子帧编号；当该复用子帧传送基本层音视频数据时，分级编码依赖子帧编号设为自身的复用子帧编号。
进一步地,所述封装的分级编码参数还包括音频分级编码参数指示,用于指示复用子帧中是否有音频分级编码参数。
进一步地，当所述音频分级编码参数指示表示复用子帧中有音频分级编码参数时，所述分级编码参数还包括音频分级编码开始层数与音频分级编码结束层数；
所述音频分级编码开始层数用于指示复用子帧中音频分级编码的开始层数，所述音频分级编码结束层数用于指示复用子帧中音频分级编码的结束层数。
进一步地，当所述业务同时包含音频数据及视频数据时，将音频数据编码为Ml 层，将视频数据编码为M2层，所述M为Ml与M2中的最大值；且Ml与M2不同时为I。
本发明还提供一种分级编码复用的终端
所述终端包括解调模块、解复用模块、解码及播放模块；
所述解调模块用于接收复用帧；
所述解复用模块用于取出复用子帧，然后取出复用子帧头、音频段、视频段；再根据封装的分级编码参数，得到I个或多个复用子帧中的音视频数据的依赖关系；
所述解码及播放模块用于将多个复用子帧的音视频数据组合后，进行音视频解码，并播放。
进一步地，所述解码及播放模块还用于根据音频段或视频段中的时间戳，将不同层次的数据中具有相同时间戳的数据同步进入解码器进行解码。
本发明还提供一种分级编码复用的系统，所述系统包括如上任一所述的发送端， 还包括如权上任一所述的终端。
综上所述，本发明通过复用帧来承载分级编码音视频数据，不同可靠性物理信道中传送不同重要性的分级编码数据，提高终端接收的可靠性，实现在信号差时可以接收最基本的业务。而且减少了帧头开销，按照信息的重要性封装数据，使重要的数据得到保护， 实现在信号条件差的情况下能提供最基本的节目内容。
图1是复用帧示意图。
图2是本发明方法实施例一对应流程图3是本发明实施例中复用子帧在不同可靠性信道中传送方法的示意图4是本发明实施例中分级编码参数的设置图。
具体实施方式
本发明提供一种分级编码的复用系统及方法，包括将业务信道划分为多个可靠性不同的信道，将一个业务的数据编码为M个层次，所述M个层次的数据被封装在N个不同的复用子帧中，所述N个复用子帧被分别封装在L个不同的可靠信道上发送；其中，M、N及 L均为大于I的自然数。
如图1所示，一个复用帧是由复用帧头、复用帧净荷和填充组成，复用帧净荷是由一个或多个复用子帧组成，复用子帧的按照次序进行编号，复用子帧是由子帧头、视频段、 音频段、数据段和填充组成。物理信道是由控制信息信道与业务信道组成，复用帧承载在业务信道中，控制信息信道传送控制信息，包括网络配置表、业务配置表、条件接收配置表等。
在复用帧中，复用帧头是可选的，复用帧也可以是由复用帧净荷和填充组成，复用帧头的参数可以放在控制信道中传送。
在复用子帧中，填充是可选的，如果子帧头、视频段、音频段、数据段的长度刚好与物理信道的长度匹配，则不需要填充。
发送端实施例
本实施例提供一种分级编码复用的发送端，包括编码器、复用器及调制器；
编码器用于将业务信道划分为多个可靠性不同的信道，以及将一个业务的数据编码为M个层次；
复用器用于所述M个层次的数据被封装在N个不同的复用子帧中；
调制器用于将N个复用子帧分别封装在L个不同的可靠信道上发送；
M、N及L均为大于I的自然数。
进一步地，M大于或等于N。
进一步地，当业务同时包含音频数据及视频数据时，将音频数据编码为Ml层，将视频数据编码为M2层，所述M为Ml与M2中的最大值；且Ml与M2不同时为I。
复用器还用于在复用帧头或是复用子帧头封装分级编码参数，所述分级编码参数包括分级编码依赖子帧编号，当复用子帧的音视频数据的解码依赖于其他复用子帧的音视频数据时，分级编码依赖子帧编号设为被依赖的复用子帧编号；当该复用子帧传送基本层音视频数据时，分级编码依赖子帧编号设为自身的复用子帧编号。
封装的分级编码参数还包括音频分级编码参数指示，用于指示复用子帧中是否有音·频分级编码参数。
当音频分级编码参数指示表示复用子帧中有音频数据层时，分级编码参数还包括音频分级编码开始层数与音频分级编码结束层数；
音频分级编码开始层数用于指示复用子帧中音频分级编码的开始层数，音频分级编码结束层数用于指示复用子帧中音频分级编码的结束层。
终端实施例
本实施例提供一种分级编码复用的终端，包括解调模块、解复用模块、解码及播放模块；
解调模块用于接收复用帧；
解复用模块用于取出复用子帧，然后取出复用子帧头、音频段、视频段数据；还用于根据封装的分级编码参数，得到I个或多个复用子帧中的音视频数据的依赖关系；
解码及播放模块用于将多个复用子帧的音视频数据组合后，进行音视频解码，并播放。
进一步地，解码及播放模块还用于根据音频段或视频段中的时间戳，将不同层次的数据中具有相同时间戳的数据同步进入解码器进行解码。
系统实施例
本实施例一种分级编码复用的系统，包括以上所述的发送端及终端。
方法实施例
实施例一
本实施例提供一种分级编码复用的方法，如图2所示，包括以下步骤
步骤101 :将业务信道划分为L个可靠性不同的信道；
步骤102 :将同一个业务(或称为节目)的音视频数据编码为M个层次，可以分为记为基本层、扩展层1、扩展层2...扩展层M-1 ；
步骤103 :将基本层、多个扩展层按照信息的重要性进行排列，依次封装在N个复用子帧中；
步骤104 :将N个复用子帧排列在L个信道中传送。
其中，M、N及L均为大于I的自然数；高可靠信道对应发送重要性高的数据。
上述步骤101与102的先后顺序可不做限制。
进一步地，M大于或等于N，N可以等于L，也可以不等于L。
复用子帧的排列是按照物理信道的可靠性来进行划分与排列的，基本层数据封装在可靠性最高的复用子帧中。当使用分级编码技术，且信道可靠性有多个层次时，一个业务对应多个复用子帧。
音频数据与视频数据分别进行编码，音频数据的层数Ml与视频数据的层数M2可以相同也可以不同…为肌与M2中的最大值；且肌与M2不同时为I。
一个复用子帧可以封装O个、I个或多个视频的数据层，也可以封装O个、I个或多个音频的数据层；
对于音频数据层，还可以根据数据的重要性对各个层进行编号，如从O开始编号， 数字越小代表重要性越高，此时层数O即为基本层，层数I为扩展层1...层数Ml-ι为扩展 MMl-1o
例如，如图3所示，业务信道被分为高可靠信道、中可靠信道、低可靠信道等3个不同级别，复用子帧分别放在不同级别可靠性的通道中传送，同一个节目的音频及视频数据也被编码为基本层、扩展层I及扩展层2，将基本层的数据封装在在高可靠信道上传输的复用子帧中，将扩展层I的数据封装在在中可靠信道上传输的复用子帧中，将扩展层2的数据封装在在低可靠信道上传输的复用子帧中。
节目I是由复用子帧1、复用子帧k、复用子帧j组成的，3个复用子帧分别排列在高可靠信道、中可靠信道、低可靠信道中，复用子帧I封装基本层数据，复用子帧k封装扩展层I数据，扩展层I的数据的解码依赖于基本层数据，复用子帧j封装扩展层2数据，扩展层2的数据的解码依赖于扩展层I的数据。如果扩展层I没有正确接收，扩展层2是无法被解码的，如果基本层数据没有能正确接收，扩展层I与扩 展层2的数据都无法被解码。同样地，节目2是由复用子帧2、复用子帧k+Ι、复用子帧j+Ι组成的，3个复用子帧分别排列在高可靠信道、中可靠信道、低可靠信道中。
进一步地，发送端发送数据时，在音频段、视频段中携带时间戳，接收端收到数据后，不同层次具有相同时间戳的音视频数据要在相同时间戳同步进入解码器，实现不同层次的音视频数据的同步解码与播放。
进一步，在复用帧头或是复用子帧头还需携带分级编码参数，如图4所示，分级编码参数包括
分级编码依赖子帧编号，当复用子帧的音视频数据的解码依赖于其他复用子帧的音视频数据时，设为被依赖的复用子帧编号；当该复用子帧传送基本层音视频数据时，设为自身的复用子帧编号。
进一步地，分级编码参数还可以包括
音频分级编码参数指示1位字段，用于指示复用子帧中是否有音频分级编码参数，可以用‘I’表示有，‘0’表示没有。
当音频分级编码参数指示为I时，表示复用子帧中有音频分级编码参数，分级编码参数还需要包括
音频分级编码开始层数用于指示复用子帧中音频分级编码的开始层数，即开始层的编号；
音频分级编码结束层数表示复用子帧中音频分级编码的结束层数，即结束层的编号。
实施例二
本实施例提供一种分级编码复用的方法，终端接收到复用帧后，使用下列步骤取出分级编码数据
步骤201 :接收复用帧，取出复用帧头、复用帧净荷。
步骤202 :取出复用子帧，取出复用子帧头、音频段、视频段数据。
步骤203 :根据封装在复用子帧头或复用帧头的分级编码参数，得到I个或多个复用子帧中的音视频数据的依赖关系。
步骤204 :将多个复用子帧的音视频数据组合后，进行音视频解码，并播放。
在步骤201中，复用帧头的参数如果放在控制信道中传输，就不需要取出复用帧头。
进一步，终端需要根据音频段或视频段中的时间戳，把不同层次的数据同步进入解码器，以保证不同层次的音视频数据的正确解码。
本发明方法，解决了传送分级编码音视频数据的复用方法，灵活性高，实现了不同层次数据在不同可靠性信道中的传送。
应用实例
下面通过一个实例对本发明做进一步描述在本实例中，信道是由控制信息信道、 业务信道组成的。业务 信道被划分为3个可靠性不同的通道，分别为36Kbit/s的高可靠信道、36Kbit/s的中可靠信道、36Kbit/s的低可靠信道。
在业务信道中同时传送2个节目，每个节目的总带宽有54Kbit/s，仅传送音频数据，音频数据被编码为3个层次18Kbit/s的基本层、18Kbit/s的扩展层一、18Kbit/s的扩展层二。
每个节目由3个复用子帧组成，共6个复用子帧，第I个节目使用第1、3、5复用子帧，第2个节目使用第2、4、6复用子帧。
在复用子帧头或复用帧头中，传送分级编码参数，包括分级编码依赖子帧编号， 音频分级编码开始层数、音频分级编码结束层数、音频分级编码参数指示。
终端接收到复用帧后，按照下列步骤进行解复用
步骤201 :从业务信道中接收复用帧，取出复用帧头、复用帧净荷。
步骤202 :取出复用子帧，取出复用子帧头、音频段、视频段数据。
步骤203 :根据封装在复用子帧头或复用帧头的分级编码参数，得到I个或多个复用子帧中的音视频数据的依赖关系。
步骤204:把多个复用子帧的音视频数据组合后，根据音频段或视频段中的时间戳，进行音视频解码，并播放。
这种复用方法采用了变长帧的结构，帧头开销小，复用开销不到5%，传输的音视频净荷的效率达到95%，在本例子中，I个业务的总带宽54Kbit/s，数据净荷的总长度超过 51Kbit/s，在保证数据被分级传送的基础上，有效地提高了传输效率，节省了带宽资源。
权利要求
1.一种分级编码复用的方法，包括 将业务信道划分为多个可靠性不同的信道，将一个业务的数据编码为M个层次，所述M个层次的数据被封装在N个不同的复用子帧中，所述N个复用子帧被分别封装在L个不同的可靠信道上发送； 所述M、N及L均为大于I的自然数。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于 所述发送端发送数据时，在复用帧头或是复用子帧头还携带分级编码参数，所述分级编码参数包括分级编码依赖子帧编号，当复用子帧的音视频数据的解码依赖于其他复用子帧的音视频数据时，分级编码依赖子帧编号设为被依赖的复用子帧编号；当该复用子帧传送基本层音视频数据时，分级编码依赖子帧编号设为自身的复用子帧编号。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于 所述分级编码参数还包括音频分级编码参数指示，用于指示复用子帧中是否有音频分级编码参数。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于 当所述音频分级编码参数指示表示复用子帧中有音频分级编码参数时，所述分级编码参数还包括音频分级编码开始层数与音频分级编码结束层数； 所述音频分级编码开始层数用于指示复用子帧中音频分级编码的开始层数，所述音频分级编码结束层数用于指示复用子帧中音频分级编码的结束层数。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于 当所述业务同时包含音频数据及视频数据时，将音频数据编码为Ml层，将视频数据编码为M2层，所述M为Ml与M2中的最大值；且Ml与M2不同时为I。
6.一种分级编码复用的方法，包括 终端收到复用帧后，取出复用子帧，然后取出复用子帧头、音频段、视频段数据，根据封装的分级编码参数，得到I个或多个复用子帧中的音视频数据的依赖关系，将多个复用子帧的音视频数据组合后，进行音视频解码，并播放。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于 终端根据音频段或视频段中的时间戳，将不同层次的数据中具有相同时间戳的数据同步进入解码器进行解码。
8.一种分级编码复用的发送端，其特征在于 所述发送端包括编码器、复用器及调制器； 所述编码器用于将音视频数据编码为M个层次； 所述复用器用于所述M个层次的数据被封装在N个不同的复用子帧中； 所述调制器用于将N个复用子帧分别封装在L个不同的可靠信道上发送； 所述M、N及L均为大于I的自然数。
9.如权利要求8所述的发送端，其特征在于 所述复用器还用于在复用帧头或是复用子帧头封装分级编码参数，所述分级编码参数包括分级编码依赖子帧编号，当复用子帧的音视频数据的解码依赖于其他复用子帧的音视频数据时，分级编码依赖子帧编号设为被依赖的复用子帧编号；当该复用子帧传送基本层音视频数据时，分级编码依赖子帧编号设为自身的复用子帧编号。
10.如权利要求9所述的发送端，其特征在于 所述封装的分级编码参数还包括音频分级编码参数指示，用于指示复用子帧中是否有音频分级编码参数。
11.如权利要求10所述的发送端，其特征在于 当所述音频分级编码参数指示表示复用子帧中有音频分级编码参数时，所述分级编码参数还包括音频分级编码开始层数与音频分级编码结束层数； 所述音频分级编码开始层数用于指示复用子帧中音频分级编码的开始层数，所述音频分级编码结束层数用于指示复用子帧中音频分级编码的结束层数。
12.如权利要求8所述的发送端，其特征在于 当所述业务同时包含音频数据及视频数据时，将音频数据编码为Ml层，将视频数据编码为M2层，所述M为Ml与M2中的最大值；且肌与M2不同时为I。
13.—种分级编码复用的终端，其特征在于 所述终端包括解调模块、解复用模块、解码及播放模块； 所述解调模块用于接收复用帧； 所述解复用模块用于取出复用子帧，然后取出复用子帧头、音频段、视频段；再根据封装的分级编码参数，得到I个或多个复用子帧中的音视频数据的依赖关系； 所述解码及播放模块用于将多个复用子帧的音视频数据组合后，进行音视频解码，并播放。
14.如权利要求13所述的终端，其特征在于 所述解码及播放模块还用于根据音频段或视频段中的时间戳，将不同层次的数据中具有相同时间戳的数据同步进入解码器进行解码。
15.一种分级编码复用的系统，其特征在于 所述系统包括如权利要求8至12任一所述的发送端，还包括如权利要求13或14所述的终端。
全文摘要
本发明提供一种分级编码复用的发送端、终端、系统及方法，其中一种方法包括将业务信道划分为多个可靠性不同的信道，将一个业务的数据编码为M个层次，所述M个层次的数据被封装在N个不同的复用子帧中，所述N个复用子帧被分别封装在L个不同的可靠信道上发送；所述M、N及L均为大于1的自然数。采用本发明的技术方案，通过复用帧来承载分级编码音视频数据，不同可靠性物理信道中传送不同重要性的分级编码数据，提高终端接收的可靠性，实现在信号差时可以接收最基本的业务。
文档编号H04N21/236GK103024369SQ20111027993
公开日2013年4月3日 申请日期2011年9月20日 优先权日2011年9月20日
发明者沈灿, 童登金, 王标, 张建强 申请人:中兴通讯股份有限公司