用于数据表示和传输的系统和方法_2

文档序号:8417886阅读:来源:国知局
,通过移动核心网104转发的至少一些内容在例如网关105和/或任意无线电接入节点107处的一个或多个缓存单元108中缓存。
[0029]图2示出了根据DASH的典型客户端-服务器模型200,该模型可以在系统100中实现。服务器201 (例如HTTP服务器)包括例如在一个或多个存储器单元或队列202中的多个媒体文件210。每一个媒体文件210被划分为多个较短的片段212,这些片段可以例如在几秒内通过网络进行传输。每一个媒体片段212可以具有使用不同比特率进行编码的多个表示。基于网络使用任意合适的协议例如超文本传输协议(HTTP)将片段212从服务器201传输到客户端250 (例如HTTP流客户端)。客户端250例如位于UE处。客户端250包括协议接口 251 (例如HTTP接入客户端)和流控制单元253 (例如HTTP流控制),其中,协议接口 251接收片段212,流控制单元253接收来自服务器201的媒体表示描述并且(例如经由调度器)向协议接口 251发送对片段的请求。片段随后被转发至客户端250处的媒体播放器252,以对片段进行解码并且播放媒体内容。
[0030]客户端250向服务器201发送GET命令以下载多个媒体片段212。因为信道带宽可能随时间而变化,所以客户端250可以采用不同的速率请求不同的媒体表示,使得媒体比特率不高于所支持的或可用的网络带宽。例如使用传输控制协议(TCP)在服务器201和客户端250之间交换多个媒体片段212。TCP允许客户端250在接收片段212之后向服务器201发回确认(ACK)消息,以便服务器201获知媒体片段212是否被客户端250成功接收并解码。
[0031 ] 图3示出了可以在根据DASH的典型客户端_服务器模型200中使用的典型媒体表示300。媒体内容例如视频内容可以采用多个版本存储在(例如内容或媒体服务器处的)存储器301中,作为使用不同比特率进行编码的不同视频表示。例如,存储器301包括具有低比特率的第一视频表示310和具有高比特率的针对同一内容的第二视频表示320。每一个视频表示被保存为可以单独地和连续地发送并因此接收的多个片段(例如10个片段)的组合。每一个片段包括一个或多个图像组(GoP)。通常,媒体片段约为2至10秒长并且包括一个GoP。客户端软件使用(采用HTTP的)GET命令以下载来自存储器301的片段。在高容量信道(具有相对较高的带宽)的情况下,客户端请求使用高比特率进行编码的第二视频表示320。在低容量信道(具有相对较低的带宽)的情况下,客户端请求使用低比特率进行编码的第一视频表示310。
[0032]尽管DASH提供了许多优点,但是冗余度是例如当链路带宽有限时可能降低媒体业务的传输效率和/或降低用户QoS的问题中的一个。至少一些片段或GoP被独立地编码,这允许了媒体质量的刷新和在编码后的媒体流之间的快速切换。在服务器处独立地对媒体片段进行编码,这允许了在客户端处独立地对片段进行解码。然而,这需要在不同片段中引入数据冗余。在某些场景中例如为了支持可伸缩视频编码(SVC),某些片段可以依赖于其它片段进行解码。例如,一个片段包括媒体的基本层,而其它片段包括增强层。然而,同一媒体层的片段仍然独立地进行编码。因为后续片段之间的GoP因其处于同一个场景而基本上相关,所以两个后续(或连续)媒体片段之间的信息冗余可以是显著的。这造成了独立地递送编码后的GoP/片段的带宽浪费。
[0033]为了提高媒体编码效率,可以增加片段中GoP的大小(例如更多图像组成一个片段)。然而,增加GoP的大小增加了一个视频片段中用于传输的文件大小,这对传输提出了挑战(这就是将媒体文件划分为较小的片段或文件进行传输的原因)。此外,如果用户停止观看,那么就浪费了较大的已传输文件中的剩余已下载媒体比特。
[0034]图4示出了冗余度降低的实施例媒体表示400。媒体表示400基于降低或移除片段之间例如后续视频片段之间的信息冗余。这降低了视频传输的带宽要求,即提高了传输效率,并且进一步提高了用户QoE。媒体内容(例如视频内容)可以采用不同比特率存储在(例如内容服务器处的)存储器401中,例如具有低比特率的第一视频表示410和具有高比特率的第二视频表示420。视频表示410和420均被划分为可以单独地发送并因此接收的多个片段(例如10个片段)。
[0035]此外,针对视频表示410和420中的每一个对辅助媒体表示进行编码并存储。这包括与第一视频表示410关联的第一辅助视频表示412,以及与第二视频表示420关联的第二辅助视频表示422。辅助视频表示412和422可以和对应的视频表示412和422 —起存储在同一个存储器401中。辅助视频表示412和422中的每一个也被划分为可以单独地发送并因此接收的相同数目的片段(例如10个片段)。
[0036]辅助视频表示412的某些片段例如片段I和6分别与第一视频表示410中它们对应的片段相同。辅助视频表示412的剩余片段是第一视频表示410中它们对应的片段的压缩版本。类似地,辅助视频表示422的片段I和6与视频表示420中它们对应的片段相同,并且辅助视频表示422的剩余片段是视频表示420中它们对应的片段的压缩版本。如下所述,辅助视频表示412和422中的片段(本文中还称为辅助片段)通过移除视频表示410和420中它们对应的常规片段中的冗余数据来创建。压缩辅助片段可以具有比其对应的常规片段低的比特率。
[0037]在辅助视频表示412和422中,压缩辅助片段依赖于全尺寸片段I和6。例如,片段2依赖于片段I。这意味着片段2使用片段I中的某些信息在接收器或客户端处进行解码。因此,如果成功接收并解码片段1,则可以只解码片段2。类似地,片段3、4和5中的每一个均依赖于片段I。在另一实施例中,至少一些后续辅助片段也相互依赖。这进一步移除了辅助片段中的数据冗余。例如,片段3可以依赖于片段2,片段2反过来依赖于片段I。因此,片段3依赖于片段I和2。这意味着如果成功接收并解码片段I和2,则可以只解码片段3ο
[0038]可以通过以下方案中的任意一个方案来生成辅助片段。例如,片段I和2包括非独立GoP,其中片段I包括I图像帧(I帧),并且片段I和2的其它图像帧基于该I帧进行编码。为了进一步移除数据冗余并实现带宽节省,片段2中的I帧由编码效率更高的图像帧例如P帧或B帧来替代。该方案在本文中被称为片段间编码。为了节省存储空间,辅助视频片段可以通过代码转换单元在运行中创建,例如视频关键帧(例如H.264标准中的I或IDR帧)可以在运行中进行转码。
[0039]在另一示例中,片段I和2包括独立GoP,其中媒体压缩独立应用于两个片段中的GoPo两个片段中的GoP的编码媒体比特随后由相同的比特或符号压缩软件程序进行压缩,使得可以在运行中实现解压(同时流式片段正在客户端处接收)。这确保了片段I被独立地解码,并且依赖于片段I的片段2随后基于片段I进行解码。在这种情况下,数据冗余移除和带宽节省通过符号级或比特级压缩来获取,其中符号级或比特级压缩联合应用于这两个片段。该方案在本文中被称为片段间压缩。
[0040]在又一示例中,上述两种方案的组合可以用于生成两个非独立片段I和2,其中依赖性从片段间编码和片段间压缩中实现。在上述方案中的任意一个方案中,媒体压缩可以在运行中进行(同时片段在服务器处进行流式传输)。例如,当成功接收媒体片段η时,可以参照媒体片段η对媒体片段η+1 (后续片段)进行压缩。
[0041]为了节省带宽或者在链路上的带宽减少的情况下,可以发送压缩且非独立的辅助片段,而不是发送它们对应的常规片段。例如,当用户观看流式视频时,对应媒体的片段从服务器向客户端发送。当成功接收并解码片段时,客户端设备(UE)(使用TCP)发送ACK消息。为了对接收每一个ACK消息作出回应,服务器发送片段序列中的继与ACK消息关联的最后一次发送的片段之后的后续或下一辅助片段。后续或下一辅助片段可以依赖于最后一次的先前发送并成功接收和解码的片段。如果服务器在发送片段后没有接收ACK消息,则服务器发送后续常规片段,而不是发送下一辅助片段。
[0042]图5示出了用于发送具有降低的冗余度的媒体的实施例方法500。例如,方法500在内容分发系统100中实施,以将媒体从服务器向客户端(UE)发送或进行流式传输。具体地,方法500使用包括(例如针对具有不同比特率的多个媒体表示的)压
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