專(zhuān)利名稱(chēng)：固定帶寬網(wǎng)絡(luò)中多個(gè)壓縮視頻流的自適應(yīng)帶寬腳印匹配的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及媒體數(shù)據(jù)傳輸并且更具體地涉及降低帶寬超載。
這種高數(shù)據(jù)傳輸率造成的一個(gè)問(wèn)題是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。記錄或者保存任何合理時(shí)間長(zhǎng)度的高分辨率視頻圖象流需要相當(dāng)大量的會(huì)是過(guò)分昂貴的存儲(chǔ)器。高數(shù)據(jù)傳輸率產(chǎn)生的另一個(gè)問(wèn)題是許多輸出部件不能處理這種傳輸。例如，可以用來(lái)觀看低分辨率視頻圖象流的顯示系統(tǒng)不能顯示這樣的高分辨率。另一個(gè)問(wèn)題是具有固定帶寬或容量的系流中在連續(xù)媒體流上的限制。例如，在帶有多個(gè)接收/輸出部件的局域網(wǎng)中，這樣的網(wǎng)絡(luò)通常會(huì)具有固定的帶寬或容量，從而物理上和/或邏輯上不能同時(shí)支持多個(gè)接收/輸出部件。
在舉出這些所討論的限制下，很清楚一種至少部分地克服這些限制的方法和/或系統(tǒng)會(huì)是有好處的。


圖1是一個(gè)狀態(tài)機(jī)圖，示出依據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例的自適應(yīng)帶寬腳印匹配實(shí)現(xiàn)；圖2是一系統(tǒng)圖，示出一個(gè)用來(lái)實(shí)現(xiàn)依據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例的自適應(yīng)帶寬腳印匹配的服務(wù)器系統(tǒng)；圖3是一方塊圖，示出依據(jù)本發(fā)明的至少一實(shí)施例的網(wǎng)關(guān)媒體服務(wù)器的各個(gè)組成部分；以及圖4是一方塊圖，示出依據(jù)本發(fā)明的至少一實(shí)施例的接收器客戶(hù)單元的各個(gè)組成部分。
圖1到圖4示出一種用于在能支持固定帶寬的網(wǎng)絡(luò)中傳輸多個(gè)數(shù)據(jù)流的系統(tǒng)和方法。該系統(tǒng)包括一個(gè)中央網(wǎng)關(guān)媒體服務(wù)器和多個(gè)客戶(hù)接收器單元。輸入數(shù)據(jù)流從外部流，例如衛(wèi)星電視傳輸或物理頂端器，到達(dá)并且以壓縮形式發(fā)送到各客戶(hù)接收器單元。這些數(shù)據(jù)流可包括顯示數(shù)據(jù)，圖形數(shù)據(jù)、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)、模擬數(shù)據(jù)、多媒體數(shù)據(jù)等等。該網(wǎng)關(guān)媒體服務(wù)器上的一個(gè)自適應(yīng)帶寬腳印(footprint)匹配狀態(tài)機(jī)檢測(cè)該網(wǎng)絡(luò)帶寬是否接近飽和。每個(gè)流的每個(gè)媒體單元的開(kāi)始時(shí)間和該單元的估算傳輸時(shí)間匹配對(duì)比。當(dāng)任何一個(gè)實(shí)際傳輸時(shí)間超過(guò)它的估算傳輸時(shí)間一預(yù)定閾值時(shí)，認(rèn)為該網(wǎng)絡(luò)接近飽和或者已經(jīng)飽和，并且該狀態(tài)機(jī)會(huì)執(zhí)行一個(gè)把至少一個(gè)流選擇為目標(biāo)從而降低總帶寬使用的進(jìn)程。一旦選擇了該關(guān)聯(lián)著一個(gè)客戶(hù)接收器單元的目標(biāo)流，修改該目標(biāo)流以便發(fā)送較少的數(shù)據(jù)，這可能造成較低的數(shù)據(jù)傳輸率。例如，可以通過(guò)逐步加大在該目標(biāo)流上進(jìn)行的數(shù)據(jù)壓縮的程度從而減小該目標(biāo)流的分辨率來(lái)達(dá)到要發(fā)送的數(shù)據(jù)的減少。如果單獨(dú)提高數(shù)據(jù)壓縮程度不能為防止帶寬飽和足夠地減少要發(fā)送的數(shù)據(jù)，還可以降低目標(biāo)流的分辨率。例如，如果該目標(biāo)流是一個(gè)視頻流，可以按比例縮小幀尺寸以減少每幀的數(shù)據(jù)量，并且從而降低數(shù)據(jù)傳輸率。
現(xiàn)參照?qǐng)D1，圖中示出依據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)的實(shí)施例的帶有三種類(lèi)型的降級(jí)的自適應(yīng)帶寬腳印匹配(ABFM)方法的狀態(tài)機(jī)，其中這些降級(jí)用于減小和某給定數(shù)據(jù)流關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)量和/或數(shù)據(jù)(傳輸)率。盡管為了便利說(shuō)明下面的討論使用了視頻流，依據(jù)不同的實(shí)施例也可以使用其它數(shù)據(jù)格式，例如聲頻、畫(huà)面、模擬、數(shù)字、多媒體等等。在穩(wěn)定狀態(tài)100下，多個(gè)視頻流中的每個(gè)視頻流在可接受的參數(shù)組內(nèi)操作。在至少一個(gè)的實(shí)施例中，當(dāng)視頻數(shù)據(jù)幀的傳輸是在不超過(guò)最大允許延遲時(shí)間下傳輸時(shí)，判定視頻流可接受地操作。例如，諸如MPEG的數(shù)字視頻流通常具有嵌在該流內(nèi)的時(shí)間戳信息。除了一系列具有固定幀間時(shí)間的幀中的第一幀的開(kāi)始時(shí)間T0(當(dāng)該幀已成功發(fā)送時(shí))之外，該包含著已知的幀間時(shí)間(其對(duì)一系列幀是固定的)的時(shí)間戳信息可以用來(lái)計(jì)算每個(gè)幀到達(dá)的估算時(shí)間。例如，在一實(shí)施例中，幀N的幀傳輸結(jié)束估算時(shí)間T′j用T′j(N)＝T0+N×D計(jì)算，其中D為幀間時(shí)間。在這種情況下，如果流j的每個(gè)幀的開(kāi)始傳輸?shù)墓浪銜r(shí)間在可接受的限制內(nèi)并且不超過(guò)最大允許延遲Dj，則認(rèn)為流j在可接受的參數(shù)組內(nèi)操作?？梢酝ㄟ^(guò)管理人員，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)等等設(shè)置這些可接受參數(shù)。
可以利用各種方法計(jì)算預(yù)定容限D(zhuǎn)j(或最大可接受延遲時(shí)間)。在一實(shí)施例中，所使用的方法考慮每個(gè)客戶(hù)接收器單元的緩沖尺寸，并且確保客戶(hù)接收器單元不會(huì)缺少用于譯碼的媒體內(nèi)容。計(jì)算Dj的典型公式利用緩沖器的尺寸并且估算消耗掉或填滿(mǎn)該緩沖器的下限(以時(shí)間為單位)。由于通常希望使每個(gè)客戶(hù)接收器單元的緩沖器盡可能地保持滿(mǎn)，典型的Dj會(huì)計(jì)算成Dj＝Tj(估算)/2。其中Tj是徹底耗盡和流j關(guān)聯(lián)的接收器單元的輸入緩沖器的估算時(shí)間下限。備擇地，代替使用Tj(估算)的1/2，更積極的方法會(huì)采用Tj(估算)的3/4，而較保守的方法會(huì)取Tj(估算)的1/3。對(duì)于不能提供相當(dāng)大的緩沖空間的接收器部件Tj(估算)小的情況，保守方法可能更恰當(dāng)。在一實(shí)施例中，通過(guò)利用流j的觀測(cè)到峰(最大)數(shù)據(jù)率(按字節(jié)/秒)以及接收流j的所有部件的緩沖器的最小尺寸(按字節(jié))得到Tj(估算)。在這種情況下，可以把Tj(估算)估計(jì)為Bp/Rp，其中Bp是部件p的接收緩沖器尺寸并且Rp是和部件p關(guān)聯(lián)的流j的峰數(shù)據(jù)率，其中部件p接收流j并且具有最小的接收緩沖器。替代地，Rp可以和均值和峰值之間的任何值相關(guān)。在一實(shí)施例中，峰數(shù)據(jù)率(Rp)可以基于最大的被壓縮幀。如果接收客戶(hù)單元不對(duì)于至少一個(gè)的壓縮幀具有足夠的緩沖能力，則它不像能夠在不扔掉幀的情況下平滑地顯示視頻。
在每個(gè)媒體單元，例如視頻幀，開(kāi)始點(diǎn)，ABFM狀態(tài)機(jī)遷躍到狀態(tài)110。在狀態(tài)110下，在流j的每個(gè)幀的起點(diǎn)比較實(shí)際發(fā)送時(shí)間Tj(幀傳輸完成的實(shí)際時(shí)間)和估算發(fā)送時(shí)間T′j(幀傳輸完成的期望時(shí)間)。在一實(shí)施例中，如果該幀傳輸完成的實(shí)際時(shí)間在小于預(yù)定容限D(zhuǎn)j下超過(guò)該估算時(shí)間(即Tj-T′j＜Dj)，該ABFM狀態(tài)機(jī)返回到穩(wěn)定狀態(tài)100。反之，如果該實(shí)際發(fā)送時(shí)間超過(guò)該估算時(shí)間至少該預(yù)定容限D(zhuǎn)j(即Tj-T′j≥Dj)，則該ABFM機(jī)進(jìn)入狀態(tài)120。
在狀態(tài)120下，從該多個(gè)視頻流中選擇一個(gè)受害(victim)流V。在一實(shí)施例中利用一預(yù)定選擇方法選擇受害流V，例如通過(guò)其中輪流選擇每一個(gè)視頻流的循環(huán)選擇。在另一實(shí)施例中，根據(jù)固定優(yōu)先級(jí)模式選擇受害流V，其中總是較低優(yōu)先級(jí)流先于較高優(yōu)先級(jí)流被選擇。在再一實(shí)施例中，受害流V根據(jù)加權(quán)優(yōu)先級(jí)模式選擇，其中流具有最多數(shù)量的數(shù)據(jù)和/或每個(gè)流的優(yōu)先級(jí)在其被選中的概率上起作用。
和選擇受害流V的方法無(wú)關(guān)，在一實(shí)施例中，每個(gè)流j具有一個(gè)本文中稱(chēng)為A(j)的計(jì)數(shù)，它表示流j的修改流的當(dāng)前降級(jí)值。在這種情況下，在狀態(tài)120下估算受害流V的當(dāng)前降級(jí)值A(chǔ)(V)。若A(V)為0，在一實(shí)施例中，于狀態(tài)130下改變受害流V的重編碼進(jìn)程中的一個(gè)或多個(gè)量化因子，從而造成在受害流V中發(fā)送的數(shù)據(jù)量的減小。在一實(shí)施例中，增大各量化因子從而減小受害流V中發(fā)送的數(shù)據(jù)量。例如，MPEG算法利用這些量化因子通過(guò)減小被發(fā)送視頻流的精度減小數(shù)據(jù)量。MPEG依靠圖元(象素)矩陣的量化或象素值上的差異以便得到盡可能多的零圖元。量子因子越大，產(chǎn)生的零圖元越多。通過(guò)采用諸如游程長(zhǎng)度(run-length)編碼的算法，含有較多零的視頻流(或者它們的相關(guān)矩陣)比具有較少零的視頻流會(huì)得到更多的壓縮。
例如，用來(lái)壓縮視頻流的MPEG算法其中具有一個(gè)用于離散余弦變換(DCDT)算法，即一種特殊形式的傅里葉變換，的階段。DCT用于把時(shí)域中的象素塊變換到頻域中。作為該變換的結(jié)果，頻域中的那些最靠近結(jié)果矩陣中下標(biāo)為(O，O)的左上角元素的元素在后DCT(post-DCT)處理中和該矩陣右下角的那些元素相比被更重地加權(quán)。如果該頻域中的矩陣用較低的精度表示該圖元矩陣右下半部的元素，該右下半部中的較小的值若它們小于某基于一量化因子的閾值則會(huì)變成零。通過(guò)一個(gè)量化因子劃分每個(gè)元素是一種用來(lái)產(chǎn)生更多零元素的方法。MPEG以及相關(guān)算法常常應(yīng)用較大的量化值以降低頻域中的矩陣的精度，造成更多的零元素，從而降低數(shù)據(jù)傳輸率。
通過(guò)修改量化因子(狀態(tài)130)減小受害流V的數(shù)據(jù)傳輸之后，在一實(shí)施例中，ABFM狀態(tài)機(jī)轉(zhuǎn)換到狀態(tài)160，其中對(duì)降級(jí)值A(chǔ)(V)增加一并且接著應(yīng)用對(duì)3的取模，即，A(V)當(dāng)前＝(A(V)先前+1)模3。結(jié)果是，A(V)的值可從0到2循環(huán)。由于先前在狀態(tài)120中把A(V)確定為1，新的A(V)值應(yīng)為1(0+1模3)。在狀態(tài)160下對(duì)受害流V修改降級(jí)值A(chǔ)(V)后，ABFM狀態(tài)機(jī)遷躍回到狀態(tài)100。
如果在狀態(tài)120中對(duì)于受害流V判定A(V)為1，ABFM狀態(tài)機(jī)進(jìn)入狀態(tài)140。在一實(shí)施例中，在步驟140里按預(yù)定量，例如1/2，減小重編碼數(shù)據(jù)流的高度，從而造成要發(fā)送的數(shù)據(jù)量的減少。一種用于照一半縮小象素塊的方法是混合并平均象素。另一種采用的方法每隔一個(gè)去掉一個(gè)象素。在視頻流相交織的情況下，可以通過(guò)去掉間隔的字段達(dá)到高度的減半，例如去掉所有的奇水平顯示行或者所有偶水平顯示行。應(yīng)理解在某些格式中，尤其在美國(guó)國(guó)家電視系統(tǒng)委員會(huì)(NTSC)和美國(guó)高級(jí)電視系統(tǒng)委員會(huì)(ATSC)格式下，視頻流是交織的，其中首先顯示一個(gè)整幀的偶水平顯示行接著才顯示奇水平顯示行。在其它實(shí)施例中，如可理解那樣，利用類(lèi)似的方法，重編碼數(shù)據(jù)流的高度按一個(gè)不是二分之一的因子，例如1/3，減小。
通過(guò)減小受害流的分辨率(狀態(tài)140)減小受害流V的數(shù)據(jù)傳輸后，在一實(shí)施例中，于狀態(tài)160中如前面討論的那樣修改降級(jí)值A(chǔ)(V)。A(V)的結(jié)果值是2(1+1模3)。在狀態(tài)160中修改受害流V的降級(jí)值A(chǔ)(V)后，ABFM狀態(tài)機(jī)躍遷回到狀態(tài)100。
若在狀態(tài)120中確定受害流V的A(V)為2，ABFM狀態(tài)機(jī)進(jìn)入狀態(tài)150。在一實(shí)施例中，在狀態(tài)150下利用和前面參照狀態(tài)140討論的方法相似的方法，例如每隔一個(gè)去掉一個(gè)象素，按某預(yù)定量減小重編碼數(shù)據(jù)流的寬度?？梢岳斫?，對(duì)于相等的減小因子，狀態(tài)140或狀態(tài)150的減小方法是可以互換的。在受害流V為交錯(cuò)的情況下，在寬度之前先使高度減半通常是更合適的，因?yàn)樗鼘?duì)完全跳躍的交錯(cuò)字段更加有效，省去許多處理要求。
通過(guò)減小受害流的分辨率(狀態(tài)150)減少受害流V的數(shù)據(jù)傳輸后，在一實(shí)施例中，如前面討論的那樣，修改降級(jí)值A(chǔ)(V)。A(V)的結(jié)果值為0(2+1模3)。在狀態(tài)160下修改級(jí)值A(chǔ)(V)后，ABFM狀態(tài)器躍遷回到狀態(tài)100。
在一實(shí)施例，作為受害流V的降級(jí)值A(chǔ)(V)在0至2之間循環(huán)的結(jié)果，ABFM狀態(tài)機(jī)隨著每次在狀態(tài)120下對(duì)降級(jí)的選擇在受害流V的分辨率和/或精度的三種不同類(lèi)型的降級(jí)之間循環(huán)。雖然討論了一種采用三種類(lèi)型的數(shù)據(jù)降級(jí)的ABFM狀態(tài)機(jī)，依據(jù)本發(fā)明可以采用等級(jí)更少或更多的數(shù)據(jù)降級(jí)。例如，在一實(shí)施例中，一種ABFM狀態(tài)機(jī)采用涉及到多于一個(gè)的改變各個(gè)量化因子的狀態(tài)的多等級(jí)降級(jí)。還應(yīng)理解可以使用不同于1/2(例如3/4)的寬度、高度縮放因子。例如，在一實(shí)施例中，受害流V的分辨率和/或精度的大小取決于受害流V的視頻幀的實(shí)際幀傳輸完成時(shí)間超過(guò)估算幀傳輸完成時(shí)間的程度。例如，如果實(shí)際幀傳輸完成時(shí)間要比該估算幀傳輸完成時(shí)間大10％，則受害流V的分辨率應(yīng)縮減10％，從而使實(shí)際幀傳輸完成時(shí)間大概會(huì)更接近估算幀傳輸完成時(shí)間。
接著參照?qǐng)D2，圖中示出依據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例的自適應(yīng)帶寬腳印匹配(ABFM)服務(wù)器系統(tǒng)205。數(shù)據(jù)流，例如視頻數(shù)據(jù)、顯示數(shù)據(jù)、圖形數(shù)據(jù)、MPEG數(shù)據(jù)等，輸入到網(wǎng)關(guān)媒體服務(wù)器210。在一實(shí)施例中，網(wǎng)關(guān)媒體服務(wù)器210使用二種主要輸入流。一個(gè)輸入是提供高速因特網(wǎng)訪(fǎng)問(wèn)的廣域網(wǎng)(WAN)連接200。另一個(gè)輸入是媒體流源，例如衛(wèi)星電視(利用衛(wèi)星圓盤(pán)天線(xiàn)201)或有線(xiàn)電視。在其它實(shí)施例中，可以使用其它輸入源，例如局域網(wǎng)(LAN)。WAN連接200和/或其它所使用的輸入源，包括由電纜、雙絞線(xiàn)、光纖電纜、無(wú)線(xiàn)射頻網(wǎng)等等組成的網(wǎng)絡(luò)。
在一實(shí)施例中，網(wǎng)關(guān)媒體服務(wù)器210從衛(wèi)星圓盤(pán)天線(xiàn)201和/或WAN200接收一個(gè)或多個(gè)輸入數(shù)據(jù)流，例如數(shù)字視頻或顯示數(shù)據(jù)。每個(gè)輸入數(shù)據(jù)流可包括多個(gè)多路復(fù)用信道，例如MPEG數(shù)據(jù)信道。網(wǎng)關(guān)媒體服務(wù)器210在一個(gè)公用媒介(局部數(shù)據(jù)網(wǎng)220)上向一個(gè)或多個(gè)接收客戶(hù)單元，例如膝上機(jī)230、計(jì)算機(jī)240或觀看單元250，廣播這些數(shù)據(jù)流和/或信道。在一實(shí)施例中，在輸入到網(wǎng)關(guān)媒體服務(wù)器210的數(shù)據(jù)信道的數(shù)量和接收輸出數(shù)據(jù)信道或流的客戶(hù)接收器單位的數(shù)量之間存在一對(duì)一的對(duì)應(yīng)。在另一實(shí)施例中，數(shù)據(jù)信道或流的數(shù)目比接收器客戶(hù)單元數(shù)目少。在這種情況下，需要二個(gè)或更多的客戶(hù)接收器單元共享一個(gè)或更多的數(shù)據(jù)信道或者流。局部數(shù)據(jù)網(wǎng)220可以包括局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、總線(xiàn)、串行連接等等?？梢岳秒娎|、雙絞線(xiàn)、光纖電纜等構(gòu)成局部數(shù)據(jù)網(wǎng)220。在向各接收客戶(hù)單元廣播期間，在一實(shí)施例里，網(wǎng)關(guān)媒體服務(wù)器210應(yīng)用前面參照?qǐng)D1討論的該ABFM算法管理網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)以確?？山邮軈?shù)組之內(nèi)的恒定的和持續(xù)的傳送，從而使用戶(hù)無(wú)縫地觀看數(shù)據(jù)流。
在至少一個(gè)實(shí)施例中，網(wǎng)關(guān)媒體服務(wù)器210使用的ABFM算法試圖確保顯示數(shù)據(jù)的表示滿(mǎn)足預(yù)定準(zhǔn)則。例如，網(wǎng)關(guān)媒體服務(wù)器210可把該顯示數(shù)據(jù)發(fā)送到接收器客戶(hù)單元，其中在接收器客戶(hù)單元上顯示的視頻序列是該被顯示數(shù)據(jù)的表示。如果該視頻序列實(shí)時(shí)地同時(shí)在若干接收器客戶(hù)單元上正確地顯示，網(wǎng)關(guān)媒體服務(wù)器210不必采取進(jìn)一步的行動(dòng)。但是如果該視頻序列不連貫、不同步、延遲或者未被所有規(guī)定的接收器客戶(hù)單元接收，則該顯示數(shù)據(jù)的該表示不滿(mǎn)足該預(yù)定準(zhǔn)則，則在一實(shí)施例中網(wǎng)關(guān)媒體服務(wù)器210利用前面討論的ABFM方法修改顯示數(shù)據(jù)的一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)流以便改進(jìn)該視頻序列的顯示。
如前面所討論那樣，在至少一個(gè)的實(shí)施例中，ABFM算法起在固定帶寬內(nèi)維持ABFM服務(wù)器系統(tǒng)205的數(shù)據(jù)傳輸率的作用。在一實(shí)施例中，按網(wǎng)關(guān)媒體服務(wù)器210和各客戶(hù)接收器單元(膝上機(jī)230，計(jì)算機(jī)240或觀看單元250)之間的傳輸媒介(局部數(shù)據(jù)網(wǎng)225)的最大帶寬確定ABFM服務(wù)器系統(tǒng)205的帶寬。例如，如果局部數(shù)據(jù)網(wǎng)是一個(gè)最大傳輸率為每秒1兆位的局域網(wǎng)，可把ABFM服務(wù)器系統(tǒng)205的帶寬確定成最大為每秒1兆位。替代地，在另一實(shí)施例中，ABFM服務(wù)器系統(tǒng)205的帶寬可以是該傳輸媒介(局部數(shù)據(jù)網(wǎng)225)可使用帶寬的一預(yù)定部分。例如，如果存在四個(gè)連接到其最大傳輸率為每秒1兆位的局部數(shù)據(jù)網(wǎng)225的ABFM服務(wù)器系統(tǒng)205，每個(gè)ABFM服務(wù)器系統(tǒng)205應(yīng)預(yù)先確定成具有每秒0.25兆位的固定帶寬(最大可使用傳輸率的四分之一)。
盡管網(wǎng)關(guān)媒體服務(wù)器210和客戶(hù)接收器單元之間的傳輸媒介通常是限制或確定ABFM服務(wù)器系統(tǒng)205的要素，但在一實(shí)施例中按其上網(wǎng)關(guān)媒體服務(wù)器205能輸入一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)流、壓縮這些數(shù)據(jù)流中的一個(gè)或多個(gè)并且向客戶(hù)接收器單元輸出壓縮的(以及未壓縮的)數(shù)據(jù)流的速率規(guī)定ABFM服務(wù)器系統(tǒng)205的帶寬。例如，若網(wǎng)關(guān)媒體服務(wù)器205每秒只能處理1兆位的數(shù)據(jù)，但局部數(shù)據(jù)網(wǎng)225具有每秒10兆位的傳輸率，即使局部數(shù)據(jù)網(wǎng)225可在更高的傳輸率下發(fā)送，ABFM服務(wù)器系統(tǒng)205的帶寬只能限制在每秒1兆位。應(yīng)理解，在不背離本發(fā)明的精神和范圍下可以通過(guò)其它因素限制ABFM服務(wù)器系統(tǒng)205的帶寬。
參照?qǐng)D3，圖中更詳細(xì)地示出依據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例的網(wǎng)關(guān)媒體服務(wù)器210。輸入媒體流經(jīng)數(shù)字調(diào)諧器去復(fù)用器(DEMOX)330進(jìn)入系統(tǒng)，從該去復(fù)用器把適當(dāng)?shù)牧靼l(fā)送到代碼轉(zhuǎn)換器控制器電路350。在一實(shí)施例中，代碼轉(zhuǎn)換器控制器電路350包括一個(gè)或多個(gè)完成數(shù)字媒體譯碼的較高層任務(wù)，例如視頻譯碼，的流分析處理器360。這些流分析處理器360驅(qū)動(dòng)一組完成低層媒體代碼轉(zhuǎn)換任務(wù)的媒體代碼轉(zhuǎn)換向量處理器390。在諸如動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)380的部件存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)譯碼及代碼轉(zhuǎn)換的中間結(jié)果以及最終結(jié)果。在一實(shí)施例中，最終的壓縮代碼轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)按照直接存儲(chǔ)器存取(DMA)方法經(jīng)外部系統(tǒng)輸入/輸出(IO)總線(xiàn)320通過(guò)北網(wǎng)橋305發(fā)送到主存儲(chǔ)器(主DRAM310)。采用時(shí)間驅(qū)動(dòng)的調(diào)動(dòng)程序的處理器300在適當(dāng)時(shí)刻把主DRAM310中存儲(chǔ)的最終壓縮代碼轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)路由到網(wǎng)絡(luò)接口控制器395，后者接著把該數(shù)據(jù)路由到局域網(wǎng)(LAN)399。
接著參照?qǐng)D4，圖中示出依據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例的接收器客戶(hù)單元401。接收器客戶(hù)單元401可以包括能夠接收和/或顯示媒體流的部件，例如膝上機(jī)230，計(jì)算機(jī)240和觀看單元250(圖2)。通過(guò)LAN399向網(wǎng)絡(luò)接口控制器400發(fā)送參照?qǐng)D3討論的最終壓縮代碼轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)流。接著經(jīng)IO連接410把該數(shù)據(jù)流發(fā)送到媒體譯碼器/再現(xiàn)器(renderer)420。IO連接410可以包括任何IO連接方法，例如總線(xiàn)或串行連接。在一實(shí)施例中，媒體譯碼器/再現(xiàn)器420包括可用作用來(lái)存儲(chǔ)譯碼數(shù)據(jù)的中間存儲(chǔ)區(qū)的嵌入式DRAM430。在嵌入式DRAM430不適應(yīng)譯碼數(shù)據(jù)的情況下，媒體譯碼器/再現(xiàn)器420還包括要比嵌入式DRAM430大的DRAM440。當(dāng)譯碼壓縮數(shù)據(jù)后，把它發(fā)送到接收器客戶(hù)IO總線(xiàn)490并且最后由接收器客戶(hù)單元的主處理器(未示出)接收。在一實(shí)施例中，該主處理器直接控制視頻譯碼器/再現(xiàn)器420并且主動(dòng)讀取再現(xiàn)的數(shù)據(jù)。在其它實(shí)施例中，在該主機(jī)上通過(guò)應(yīng)用軟件完成視頻譯碼器/再現(xiàn)器420的功能。在該主處理器無(wú)力完成這樣的譯碼任務(wù)時(shí)，視頻譯碼器420完成部分或全部的譯碼任務(wù)。
本發(fā)明的一種實(shí)現(xiàn)是一組駐留在按概括地在圖1-4中所描述的那樣配置的一個(gè)或多個(gè)處理系統(tǒng)的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器中的計(jì)算機(jī)可讀指令。在該處理系統(tǒng)需要之前，這種指令可存儲(chǔ)在另一個(gè)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中，例如，硬盤(pán)機(jī)中或者可移動(dòng)存儲(chǔ)器諸如最終用于CD機(jī)或DVD機(jī)的光盤(pán)或最終用于軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的軟盤(pán)中。另外，該組指令可存儲(chǔ)在另一個(gè)圖象處理系統(tǒng)的存儲(chǔ)器中并且在局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)如因特網(wǎng)上發(fā)送，其中被發(fā)送的信號(hào)可以是通過(guò)諸如ISDN線(xiàn)路的媒介傳播信號(hào)，或者該信號(hào)可以通過(guò)空氣媒介傳播并且由當(dāng)?shù)匦l(wèi)星接收以傳送到該處理系統(tǒng)上。這樣的信號(hào)可以是由載波信號(hào)構(gòu)成的復(fù)合信號(hào)并且在載波信號(hào)內(nèi)含有所需信號(hào)，其中該所需信號(hào)包含至少一條的用來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的計(jì)算機(jī)程序指令，而且這樣的信號(hào)可在用戶(hù)需要時(shí)下載。業(yè)內(nèi)人士理解，在以電、磁或化學(xué)的方式存儲(chǔ)該指令組時(shí)，該指令組的物理存儲(chǔ)和/或物理傳送物理地改變?cè)撁浇閺亩撁浇閿y帶計(jì)算機(jī)可讀的信息。
在上述對(duì)各圖的詳細(xì)說(shuō)明中，參照了構(gòu)成該說(shuō)明的一部分的并且其中以示例方式示出可實(shí)踐本發(fā)明的各具體優(yōu)選實(shí)施例的各附圖。這些實(shí)施例是足夠詳細(xì)的說(shuō)明的以便能使業(yè)內(nèi)人士實(shí)踐本發(fā)明，并且應(yīng)理解可以采用其它實(shí)施例而且在不背離本發(fā)明精神和范圍下可以做出邏輯、機(jī)械、化學(xué)和電方面的改變。為了避免業(yè)內(nèi)人士能實(shí)踐本發(fā)明所不必要的細(xì)節(jié)，本說(shuō)明可能省略了業(yè)內(nèi)人士周知的某些信息。另外，業(yè)內(nèi)人士容易構(gòu)建含有本發(fā)明的原理的許多其它的不同實(shí)施例。從而，本發(fā)明不意味著受文中描述的具體形式的限制，相反，本發(fā)明復(fù)蓋所有可以合理地包含在本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)的所有替代、修改以及等同品。因此，上述詳細(xì)說(shuō)明不包括限制意義，從而本發(fā)明的范圍只由附屬權(quán)利要求書(shū)定義。
權(quán)利要求
1.一種方法包括步驟接收顯示數(shù)據(jù)；判定該顯示數(shù)據(jù)的第一表示是否滿(mǎn)足預(yù)定準(zhǔn)則，其中該顯示數(shù)據(jù)的第一表示包括第一多個(gè)要發(fā)送到第二多個(gè)顯示部件的顯示流；當(dāng)判定該顯示數(shù)據(jù)的該第一表示不滿(mǎn)足該預(yù)定準(zhǔn)則時(shí)，按第一方式壓縮該第一多個(gè)顯示流中的第一顯示流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中該判定步驟還包括利用一個(gè)公用媒介向該第二多個(gè)顯示部件提供顯示流。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中該公用媒介是局域網(wǎng)的一部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中該局域網(wǎng)的物理媒介包括電纜。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中該局域網(wǎng)的物理媒介包括雙絞線(xiàn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中該局域網(wǎng)的物理媒介包括光纖。
7.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中該公用媒介包括無(wú)線(xiàn)射頻。
8.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中該公用媒介是廣域網(wǎng)的一部分。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中當(dāng)預(yù)期該第一多個(gè)顯示流中的每個(gè)顯示流能在實(shí)時(shí)地同時(shí)顯示該第一多個(gè)顯示流的每個(gè)流的方式下發(fā)送時(shí)判定滿(mǎn)足該預(yù)定準(zhǔn)則。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中該判定步驟還包括判定多個(gè)顯示流中的一個(gè)第一顯示流的數(shù)據(jù)幀的實(shí)際傳輸時(shí)間是否和第一預(yù)計(jì)傳輸時(shí)間相匹配。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中該判定步驟還包括對(duì)該第一多個(gè)顯示流中的每個(gè)顯示流判定視頻幀的實(shí)際傳輸時(shí)間是否在預(yù)定容限內(nèi)和預(yù)計(jì)的傳輸時(shí)間相匹配。
12.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中該判定步驟還包括對(duì)該第一多個(gè)顯示流中的每個(gè)顯示流判定視頻幀的實(shí)際傳輸時(shí)間是否和預(yù)計(jì)的傳輸時(shí)間相匹配。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在該第一多個(gè)顯示流中的顯示流和該第二多個(gè)顯示部件中的顯示部件之間存在一對(duì)一的對(duì)應(yīng)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中該第一多個(gè)顯示流中的顯示流少于該第二多個(gè)顯示部件中的顯示部件，其中該第一多個(gè)顯示流中的至少一個(gè)流由該第二多個(gè)顯示部件中的二個(gè)或更多的顯示部件共享。
15.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中接收步驟還包括該顯示數(shù)據(jù)是視頻數(shù)據(jù)。
16.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中接收步驟還包括該顯示數(shù)據(jù)是圖形數(shù)據(jù)。
17.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中接收步驟還包括該顯示數(shù)據(jù)是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
18.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中接收步驟還包括該顯示數(shù)據(jù)是模擬數(shù)據(jù)。
19.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中該顯示數(shù)據(jù)還包括來(lái)自多個(gè)源的顯示數(shù)據(jù)。
20.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中接收步驟還包括從具有多個(gè)多路復(fù)用信道的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流接收至少一部分的顯示數(shù)據(jù)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的方法，其中該具有多個(gè)多路復(fù)用信道的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流是MPEG數(shù)據(jù)流。
22.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中該判定步驟包括判定當(dāng)利用固定帶寬把該第一多個(gè)顯示流發(fā)送到該第二多個(gè)顯示部件時(shí)是否滿(mǎn)足該預(yù)定準(zhǔn)則。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，其中該固定帶寬是該傳輸媒介的最大帶寬。
24.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，其中該固定帶寬是該傳輸媒介可使用帶寬中的一預(yù)定部分。
25.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，其中該固定帶寬是完成壓縮媒體步驟的處理部件的最大帶寬。
26.根據(jù)權(quán)利要求1的方法還包括步驟利用一預(yù)定的選擇方法從該第一多個(gè)顯示流選擇該第一顯示流。
27.根據(jù)權(quán)利要求26的方法，其中該預(yù)定選擇方法包括采用循環(huán)法。
28.根據(jù)權(quán)利要求26的方法，其中該預(yù)定選擇方法包括選擇該多個(gè)顯示流中一個(gè)數(shù)據(jù)量最大的顯示流。
29.根據(jù)權(quán)利要26的方法，其中選擇步驟基于與該多個(gè)顯示流關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)顯示流的優(yōu)先性。
30.根據(jù)權(quán)利要求26的方法，其中選擇第一顯示流的步驟基于該多個(gè)顯示流中的第一顯示流的先前的壓縮。
31.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中壓縮步驟包括當(dāng)判定該第一顯示流先前未被壓縮過(guò)時(shí)按第一方式壓縮；當(dāng)判定該第一顯示流先前已在該第一方式下壓縮時(shí)按第二方式壓縮。
32.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中壓縮步驟還包括當(dāng)判定該第一顯示流先前已在該第二方式下壓縮時(shí)按第三方式壓縮。
33.一種方法包括步驟對(duì)多個(gè)顯示流中的每個(gè)流判定估算的發(fā)送時(shí)間是否在一預(yù)定容限內(nèi)和實(shí)際發(fā)送時(shí)間相匹配，若不相匹配則發(fā)送的數(shù)據(jù)過(guò)多；根據(jù)一優(yōu)先化方法從該多個(gè)顯示流中選擇一個(gè)第一流；從多個(gè)壓縮方法中選擇一個(gè)方法以應(yīng)用到該第一流上；重復(fù)每個(gè)上述步驟，直至該判定步驟表明實(shí)際發(fā)送時(shí)間在該估算發(fā)送時(shí)間的該預(yù)定容限內(nèi)。
34.根據(jù)權(quán)利要求33的方法，其中該預(yù)定容限基于對(duì)該多個(gè)顯示流中的每個(gè)流實(shí)時(shí)地提供同時(shí)顯示的預(yù)定傳輸率。
35.根據(jù)權(quán)利要求33的方法，其中該多個(gè)壓縮方法中的一個(gè)方法包括減小該第一顯示流的精度。
36.根據(jù)權(quán)利要求33的方法，其中該多個(gè)壓縮方法中的一個(gè)方法包括減小該第一顯示流的分辨率。
37.一種方法，包括步驟接收一個(gè)具有多個(gè)多媒體信道的多媒體數(shù)據(jù)流；對(duì)該多媒體數(shù)據(jù)流中的每個(gè)多媒體信道判定多媒體信道的實(shí)際傳輸時(shí)間是否在一預(yù)定的容限內(nèi)和預(yù)測(cè)的傳輸時(shí)間相匹配；利用一預(yù)定的選擇方法選擇一第一多媒體信道；當(dāng)該第一多媒體信道的實(shí)際傳輸時(shí)間超過(guò)該預(yù)測(cè)傳輸時(shí)間一個(gè)比該預(yù)定容限大的值時(shí)，減小和該第一多媒體信道相關(guān)的數(shù)據(jù)發(fā)送量。
38.權(quán)利要求37的方法，其中預(yù)定選擇方法包括循環(huán)法。
39.根據(jù)權(quán)利要求37的方法，其中減小步驟包括減小該第一多媒體信道發(fā)送的數(shù)據(jù)的精度。
40.根據(jù)權(quán)利要求37的方法，其中減小步驟包括減小該第一多媒體信道發(fā)送的數(shù)據(jù)的分辨率。
41.根據(jù)權(quán)利要求37的方法，其中該多媒體數(shù)據(jù)流包括MREG數(shù)據(jù)。
42.一種系統(tǒng)包括一個(gè)數(shù)據(jù)處理器；操作上可和所述處理器連接的存儲(chǔ)器；以及一個(gè)能在所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的和由所述處理器執(zhí)行的指令程序，所述指令程序操縱所述處理器以便按收顯示數(shù)據(jù)；判定該顯示數(shù)據(jù)的第一表示是否滿(mǎn)足預(yù)定準(zhǔn)則，其中該顯示數(shù)據(jù)的第一表示包括第一多個(gè)要發(fā)送到第二多個(gè)顯示部件的顯示流；當(dāng)判定該顯示數(shù)據(jù)的該第一表示滿(mǎn)足該預(yù)定準(zhǔn)則時(shí)，按第一方式壓縮第一多個(gè)顯示流中的第一顯示流。
43.一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其有形地含有一個(gè)指令程序以便操縱一個(gè)數(shù)據(jù)處理器從而接收顯示數(shù)據(jù)；判定該顯示數(shù)據(jù)的第一表示是否滿(mǎn)足預(yù)定準(zhǔn)則，其中該顯示數(shù)據(jù)的第一表示包括第一多個(gè)要發(fā)送到第二多個(gè)顯示部件的顯示流；當(dāng)判定該顯示數(shù)據(jù)的該第一表示不滿(mǎn)足該預(yù)定準(zhǔn)則時(shí)，按第一方式壓縮該第一多個(gè)顯示流中的第一顯示流。
全文摘要
文中公開(kāi)一種在固定帶寬網(wǎng)絡(luò)中同時(shí)傳輸多個(gè)媒體流的系統(tǒng)和方法。該系統(tǒng)包括一個(gè)中央網(wǎng)關(guān)媒體服務(wù)器和多個(gè)客戶(hù)接收器單元。輸入媒體從外部源抵達(dá)并且接著在壓縮格式下發(fā)送到各個(gè)客戶(hù)接收器單元。該網(wǎng)關(guān)媒體服務(wù)器上的狀態(tài)機(jī)檢查網(wǎng)絡(luò)帶寬是否接近飽和。在一實(shí)施例中，通過(guò)對(duì)比每個(gè)流的媒體單元的開(kāi)始時(shí)間和該單元的估算傳輸時(shí)間，測(cè)量可能的帶寬飽和。當(dāng)任何一個(gè)實(shí)際傳輸時(shí)間超過(guò)它的估算傳輸時(shí)間某預(yù)定閾值時(shí)，認(rèn)為該網(wǎng)絡(luò)接近飽和或者已經(jīng)飽和，并且該狀態(tài)機(jī)執(zhí)行選擇至少一個(gè)流作為降低總帶寬使用量的目標(biāo)的進(jìn)程。一旦選擇和某客戶(hù)接收機(jī)單元相關(guān)的目標(biāo)流時(shí)，減小該目標(biāo)流發(fā)送的數(shù)據(jù)量，這應(yīng)造成較低的數(shù)據(jù)傳輸率。在一實(shí)施例中，通過(guò)逐步減低數(shù)據(jù)的精度以造成數(shù)據(jù)壓縮的更大可能和/或通過(guò)逐步減小目標(biāo)流數(shù)據(jù)的分辨率減小數(shù)據(jù)量。
文檔編號(hào)H04N7/24GK1460378SQ02800966
公開(kāi)日2003年12月3日 申請(qǐng)日期2002年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月30日
發(fā)明者英德拉·拉克索諾 申請(qǐng)人:Vixs系統(tǒng)公司