專利名稱：使用多個編碼器對多媒體壓縮進行優(yōu)化的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明一般涉及多媒體傳輸。
背景技術(shù)：
為了節(jié)約帶寬，在發(fā)射或存儲通常包括視頻幀的多媒體流之前對其進行壓縮。壓縮視頻通常意味著用相對較小的比特組表示相對較大的比特組。所接收的壓縮多媒體流被解壓縮回它們(接近于)的原始格式，以用于顯示。
很容易明白的是，可以采用多種壓縮方案。更具體地說，可以采用多種使用算法和/或基函數(shù)(這里統(tǒng)稱為“壓縮算法”)的不同壓縮方案。壓縮通常有兩個目標第一個，當然是盡可能地壓縮多媒體流；與第一個目標相矛盾的是，希望在壓縮和展開過程期間不損失過多的信息。通常用于壓縮的設備稱為高質(zhì)量編碼器，該高質(zhì)量編碼器配置了固定的壓縮算法，這些壓縮算法力求優(yōu)化這兩個矛盾的目標。
本發(fā)明認識到，根據(jù)待壓縮的特定多媒體流的特性，第一壓縮方案對于第一流可能是最優(yōu)的，而第二壓縮方案對于第二流可能是最優(yōu)的。實際上，使用多于一個的壓縮方案來對相同流的不同部分進行壓縮可能是最優(yōu)的。
處理這種情況的一種辦法是提供一種編碼器，該編碼器能夠動態(tài)地改變其壓縮算法以適合于當前正被壓縮的多媒體流。然而，如同本發(fā)明所理解的那樣，這需要通過連續(xù)測試候選算法，來改變壓縮算法、測量所得壓縮的質(zhì)量、再次改變算法等。如同這里進一步理解的那樣，雖然對于存儲壓縮內(nèi)容而言，這可能可以接受，但在發(fā)射壓縮多媒體的內(nèi)容時就成為問題，在發(fā)射期間，可能不存在足夠的時間來連續(xù)地測試候選壓縮算法?；谝呀?jīng)做出這些關鍵意見，在下面提出了本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
一種用于處理多媒體流的方法，包括使用第一壓縮算法，從該多媒體流產(chǎn)生第一壓縮流。該方法還包括使用第二壓縮算法，與第一壓縮流并行地從該多媒體流產(chǎn)生至少第二壓縮流；然后，評估所述第一和第二壓縮流?；谠撛u估動作，發(fā)射所述壓縮流中的最佳一個。
在一個優(yōu)選實施例中，所述第一壓縮流是使用執(zhí)行所述第一壓縮算法的第一編碼器來產(chǎn)生的。另一方面，第二壓縮流是使用執(zhí)行所述第二壓縮算法的第二編碼器來產(chǎn)生的?？梢允褂煤驮u估兩個以上的編碼器。
為了有助于在發(fā)射和接收之后將該壓縮流解壓縮，將表示最佳壓縮流的壓縮算法的信息與該流一起發(fā)射。所述評估可以是基于壓縮效率和/或流質(zhì)量和/或集合傳輸信道要求和/或傳輸信道能力的。
在另一個方面，一種對原始多媒體流進行編碼以用于發(fā)射的系統(tǒng)，包括第一編碼器，用于使用至少第一編碼算法對該原始流進行編碼，以產(chǎn)生第一編碼流；第二編碼器，用于使用至少第二編碼算法對該原始流進行編碼，以產(chǎn)生第二編碼流。處理器選擇第一和第二編碼流中之一，來產(chǎn)生代表該原始流的選擇流。
在又一方面，一種用于選擇用于發(fā)射的壓縮流的產(chǎn)品，包括用于從多媒體流中獲取第一壓縮流的裝置。該產(chǎn)品還包括用于從該多媒體流中與第一壓縮流并行地獲取第二壓縮流的裝置。裝置被提供來動態(tài)地選擇所述壓縮流中的一個最佳壓縮流以用于發(fā)射。
參考以下附圖，可以更好地理解本發(fā)明關于其結(jié)構(gòu)和操作的細節(jié)，在所有附圖中，相同的標號表示相同的部件，其中附圖簡述

圖1是本系統(tǒng)的簡化功能框圖；以及圖2是由選擇處理器執(zhí)行的邏輯的流程圖。
具體實施例方式
首先參照圖1，示出了一種用于對來自多媒體源12的、包括視頻流的多媒體進行壓縮和發(fā)射的系統(tǒng)，總體標記為10。源12可以是提供多媒體流的內(nèi)容提供者、或本地數(shù)據(jù)存儲設備或接收機。源12的具體特征與本發(fā)明并無密切關系。這里的多媒體流被假定為是數(shù)字化的。
如圖所示，系統(tǒng)10包括多個壓縮編碼器A至N，所述多個壓縮編碼器A至N并行地接收待壓縮的流，并使用各自的壓縮方案相互并行地對該流進行壓縮。編碼器A至N的輸出由選擇處理器14接收，選擇處理器14如下面進一步討論那樣來對這些輸出的品質(zhì)(merit)進行評估，然后將所選擇的一個流或多個流發(fā)送到用于發(fā)射所述流的發(fā)射機16。如下進一步討論，選擇決策可以考慮諸如信噪比、可用通信層、傳輸信道特征、消費者偏好、節(jié)目流重要性、可用帶寬以及其他的參數(shù)。接收機18接收所述流，并將該流發(fā)送到解碼器20，解碼器20將該流解壓縮，以將其呈現(xiàn)在諸如視頻監(jiān)視器、打印機、揚聲器之類的顯示設備22上。
圖1中所示的非限制性優(yōu)選實施例示出了多媒體發(fā)射機16，該多媒體發(fā)射機16使用無線方法，更具體地說，使用碼分多址(CDMA)原理。如果需要，可以將所述流廣播到多個接收機；或者使用點到點無線傳輸原理來發(fā)送該流。也可以采用多播傳輸原理。應當理解的是，本原理適用于其他形式的無線通信，如GSM、TDMA、寬帶CDMA、OFDM等，以及通過電纜系統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)等進行的多媒體傳輸。
現(xiàn)在參照圖2，說明壓縮方案選擇邏輯。從方框24開始，來自源12的多媒體流由編碼器A、B、…、N并行地接收。在方框26中，所述編碼器使用各自的壓縮算法，相互并行地壓縮相同的流。將編碼器和/或編碼器輸出多樣化的方法的非限制性例子包括在所述編碼器中，使用不同數(shù)量和類型的層、分配到各層的不同的數(shù)據(jù)量/秒、不同的信噪比、不同的壓縮技術(shù)、不同的總帶寬等。應該注意的是，當前互聯(lián)網(wǎng)多媒體流應用向用戶提供多個固定編碼選擇，包括所需的帶寬(如56Kbps、100Kbps、300Kbps)和大小(如視頻QCIF、CIF、單聲、立體聲、5.1等)。
在方框28中，將編碼器輸出的壓縮流發(fā)送到選擇處理器14進行評估。如果需要，在一個非限制示例性實施例中，首先將所述流發(fā)送到方框27，在方框27中，根據(jù)流特征或單獨地確定集合流和可用傳輸信道的相關信息，如集合信道要求、當前信道狀態(tài)和當前傳輸信道能力。在方框28中，處理器14評估這些流的品質(zhì)，其包括如果需要，考慮集合信道要求和傳輸信道的當前狀態(tài)及傳輸信道的能力。應當明白的是，要盡可能地幾乎同時對所述流進行評估。評估本身可以是基于各編碼器提供的壓縮效率的，即在一個非限制性例子中，可以確定相對于從源12接收的原始多媒體流的大小，哪個編碼器將其壓縮流大小減少得最多。此外，評估也可基于壓縮流的質(zhì)量。可以使用任何合適的質(zhì)量標準。在一個非限制性例子中，可以將各壓縮流的部分解壓縮，然后，將解壓縮的部分與原始流的相應部分進行比較，其結(jié)果是，提供最接近匹配的編碼器被指定為“高質(zhì)量”編碼器。當使用一個以上的評估標準時，例如，當評估壓縮效率、層數(shù)、流優(yōu)先權(quán)和流質(zhì)量時，可以產(chǎn)生一個各自的加權(quán)平均測量，作為各編碼器壓縮正在處理的特定多媒體流的效率的總體指示符。在一個非限制性例子中，壓縮效率可能占總分的80％，流質(zhì)量可能占20％。在另一個非限制性例子中，將一個流的基本層壓縮到如32Kbps和將該流的第二(增強)層壓縮到小于24Kbps的能力可能占總分的50％，流質(zhì)量可能占50％，但是，如果編碼選擇不能將基本層壓縮到小于48Kbps，將完全排除該編碼選擇。也可以使用其他啟發(fā)式方法，所述啟發(fā)式方法包括那些與接收設備能力相適應的方法。
如方框28所示，一個品質(zhì)顯示為“最佳”的壓縮流被輸出來用于發(fā)射。決策菱形框30表明，如果需要，可以在連續(xù)循環(huán)內(nèi)執(zhí)行以上過程。具體而言，如果其中某一壓縮流是“最佳”壓縮流的改變被指出，則邏輯轉(zhuǎn)到方框32，以輸出該新的“最佳”壓縮流，然后，轉(zhuǎn)到方框34，通過環(huán)回到方框26，繼續(xù)該過程，直到全部多媒體流已經(jīng)被壓縮、評估和發(fā)射。如果決策菱形框30的檢測是否定的，如圖所述，邏輯通過方框34環(huán)回到方框26。因此，如果需要，原始多媒體流可以進行連續(xù)地并行壓縮；如果需要，“最佳”壓縮流的選擇可以是連續(xù)且是動態(tài)的，其中，基于對應于各部分的品質(zhì)的各方案，可能將多個壓縮方案用于原始流的各個部分。
作為“最佳”壓縮流輸出的部分，用于產(chǎn)生“最佳”輸出的特定壓縮方案的指示與該流一起發(fā)射，例如，在該流的視頻幀的頭部中或在一個獨立的信道上。使用該指示，解碼器20可以被合適地配置來對該流進行解壓縮。
盡管這里示出和詳細描述的具體的“SYSTEM AND METHODFOR OPTIMIZING MULTIMEDIA COMPRESSION USINGPLURALENCODERS(使用多個編碼器優(yōu)化多媒體壓縮的系統(tǒng)和方法)”能夠完全地實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，但應當理解的是，這只是本發(fā)明目前的優(yōu)選實施例，因此只是本發(fā)明廣義考慮的主題的一個代表，本發(fā)明的保護范圍完全地包括對本領域技術(shù)人員來說顯而易見的其他實施例，因此，除所附的權(quán)利要求之外，本發(fā)明的保護范圍不受其他限定，其中，除非明確聲明，否則對元件的單數(shù)說明并不表示“一個且僅一個”，而是表示“一個或多個”。與對于本領域普通技術(shù)人員來說都是已知的或者以后將成為已知的上述優(yōu)選實施例的元件相等同的所有結(jié)構(gòu)和功能等價物明確地并入此處，作為參考，并且趨向于被本發(fā)明的權(quán)利要求所覆蓋。而且，對于本權(quán)利要求所覆蓋的一種設備或方法，不必解決本發(fā)明欲解決的每個問題。此外，不管在權(quán)利要求中是否明確說明了該要素、部件或方法步驟，本發(fā)明公開中的任何要素、部件或方法步驟都趨向于不是專用于公眾的。除非一個產(chǎn)品權(quán)利要求使用“用于……的裝置”的措辭來明確表述，或者在一個方法權(quán)利要求情況下，該元件被表述為“步驟”而非“動作”，否則，這里任何的單項權(quán)利要求都不得按照美國法典第35條第112款第六段來進行解釋。
權(quán)利要求
1.一種用于對多媒體流進行處理的方法，包括使用第一壓縮算法，從所述多媒體流產(chǎn)生第一壓縮流；使用第二壓縮算法，從所述多媒體流與此并行地產(chǎn)生至少第二壓縮流；評估至少所述第一和第二壓縮流；以及基于所述評估動作，發(fā)射所述壓縮流中的選擇壓縮流。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一壓縮流是使用執(zhí)行所述第一壓縮算法的第一編碼器產(chǎn)生的，所述第二壓縮流是使用執(zhí)行所述第二壓縮算法的第二編碼器產(chǎn)生的。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，包括使用第三壓縮算法，與產(chǎn)生所述第一和第二壓縮流并行地從所述多媒體流產(chǎn)生至少第三壓縮流。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括發(fā)射表示所述選擇壓縮流的壓縮算法的信息。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，還包括使用表示所述選擇壓縮流的壓縮算法的信息來配置解碼器，以便于對所述選擇壓縮流進行解壓縮。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述評估動作是至少部分地通過評估壓縮質(zhì)量來執(zhí)行的。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述評估動作至少部分地基于壓縮效率。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述評估動作至少部分地基于集合傳輸信道的要求。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述評估動作至少部分地基于傳輸信道的能力。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述發(fā)射動作是無線執(zhí)行的。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述發(fā)射動作是使用CDMA原理執(zhí)行的。
12.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述發(fā)射動作是使用OFDM原理執(zhí)行的。
13.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述發(fā)射動作是使用數(shù)字廣播原理執(zhí)行的。
14.一種用于對原始多媒體流進行編碼以用于發(fā)射的系統(tǒng)，包括第一編碼器，用于使用至少第一編碼算法對所述原始流進行編碼，以產(chǎn)生第一編碼流；第二編碼器，用于使用至少第二編碼算法對所述原始流進行編碼，以產(chǎn)生第二編碼流；和處理器，用于選擇所述第一和第二編碼流中之一，以產(chǎn)生代表所述原始流的選擇流。
15.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中，所述處理器至少部分地基于各編碼流的質(zhì)量來執(zhí)行所述選擇動作。
16.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中，所述處理器至少部分地基于壓縮效率來執(zhí)行所述選擇動作。
17.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，還包括用于發(fā)射編碼流的無線發(fā)射機。
18.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中，所述處理器對所述原始流多次執(zhí)行所述選擇動作。
19.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，包括至少第三編碼器。
20.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中，所述處理器將產(chǎn)生所述選擇流的各個編碼器的相應算法的相關信息連同所述選擇流一起發(fā)送。
21.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，還包括一個使用所述信息來選擇解碼算法的解碼器。
22.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中，所述處理器至少部分地基于集合信道的要求來執(zhí)行所述選擇動作。
23.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中，所述處理器至少部分地基于傳輸信道的能力來執(zhí)行所述選擇動作。
24.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中，所述處理器在一個獨立于所述選擇流的信道上發(fā)送產(chǎn)生所述選擇流的各個編碼器的相關信息。
25.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中，所述無線發(fā)射機是CDMA發(fā)射機。
26.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中，所述無線發(fā)射機是OFDM發(fā)射機。
27.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中，所述無線發(fā)射機是數(shù)字廣播發(fā)射機。
28.一種用于選擇壓縮流以用于發(fā)射的產(chǎn)品，包括用于從多媒體流中獲取第一壓縮流的裝置；用于與所述第一壓縮流并行地從所述多媒體流獲取第二壓縮流的裝置；以及用于動態(tài)地選擇所述壓縮流中的選擇壓縮流以用于發(fā)射的裝置。
29.如權(quán)利要求28所述的產(chǎn)品，還包括發(fā)送裝置，用于將用于產(chǎn)生所述壓縮流中的選擇壓縮流的壓縮方案的指示連同所述壓縮流中的選擇壓縮流一起發(fā)送。
30.如權(quán)利要求29所述的產(chǎn)品，還包括用于發(fā)射所述壓縮流中的選擇壓縮流的裝置。
31.如權(quán)利要求30所述的產(chǎn)品，還包括解壓縮裝置，用于當收到所述壓縮流中的選擇壓縮流時，至少部分地使用壓縮方案的所述指示對其進行解壓縮。
32.如權(quán)利要求31所述的產(chǎn)品，還包括發(fā)送裝置，用于在獨立于所述選擇流的信道上發(fā)送產(chǎn)生所述選擇流的裝置的相關信息。
33.如權(quán)利要求32所述的產(chǎn)品，還包括用于無線地發(fā)射所述選擇流的無線發(fā)射裝置。
34.如權(quán)利要求33所述的產(chǎn)品，其中，所述無線發(fā)射裝置為CDMA發(fā)射機。
35.如權(quán)利要求33所述的產(chǎn)品，其中，所述無線發(fā)射裝置為OFDM發(fā)射機。
36.如權(quán)利要求33所述的產(chǎn)品，其中，所述無線發(fā)射裝置為數(shù)字廣播發(fā)射機。
全文摘要
用多個編碼器(A、B、...、N)對一多媒體流并行地進行壓縮，動態(tài)地評估所述多個編碼器的壓縮流輸出的品質(zhì)(14)。將最佳壓縮流連同所使用的特定壓縮算法的相關信息一起發(fā)射(16)，以使接收機的解碼器可以將該流解壓縮以進行呈現(xiàn)(18，20)。
文檔編號G06F13/14GK1717675SQ200380104197
公開日2006年1月4日 申請日期2003年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月26日
發(fā)明者理查德·D·萊恩 申請人:高通股份有限公司