專利名稱：客戶端節(jié)目標(biāo)識轉(zhuǎn)換的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過通信網(wǎng)絡(luò)提供娛樂，并且具體地涉及在用戶終端減少廣播多媒體流之間的切換時(shí)延。
背景技術(shù)：
通過不斷減少的設(shè)備成本、連接到家庭的帶寬和交互個(gè)性化服務(wù)的出現(xiàn)，用于娛樂發(fā)布的通信網(wǎng)絡(luò)的使用繼續(xù)得到普及，所述娛樂發(fā)布總地稱為“多媒體娛樂內(nèi)容”，或“內(nèi)容”。這些服務(wù)包括電視節(jié)目、按次計(jì)費(fèi)(PPV)、視頻點(diǎn)播(VoD)、游戲以及因特網(wǎng)訪問。
由于多媒體文件日趨變大，當(dāng)前內(nèi)容在信息流中被打包，該信息流通過寬帶通信網(wǎng)絡(luò)被傳送給用戶。
視頻流中的圖象序列經(jīng)常包含非常相似或相同的像素(圖像元素)，例如綠草地、藍(lán)天的圖像，等等。壓縮和運(yùn)動補(bǔ)償協(xié)議被典型地應(yīng)用于最小化相鄰圖像之間的這些冗余像素來改善傳輸帶寬的使用，這些協(xié)議中現(xiàn)在廣泛使用的是MPEG。對壓縮/解壓(編碼/解碼)協(xié)議的視頻和音頻需求使得編碼流的語法和語義對于通信壓縮數(shù)字內(nèi)容和在媒體上以標(biāo)準(zhǔn)格式存儲、播放這樣的視頻變得必然。
值得注意的是，本發(fā)明適用于任何在流中結(jié)合了界標(biāo)(milestone)的多媒體流格式，所述界標(biāo)可以被解碼器識別并且用于在頻道改變時(shí)同步流的啟動?？紤]到MPEG協(xié)議是現(xiàn)在普遍使用的，后面的描述是指MPEG(在ISO/IEC 11172中描述的運(yùn)動圖象專家組)和/或MPEG2(在ISO/IEC13818中描述)傳輸流，以僅僅作為示例的方式來描述和說明本發(fā)明。
為了壓縮(編碼)攜帶多媒體娛樂內(nèi)容的流，流中的離散樣本轉(zhuǎn)換成位流記號，其比相應(yīng)的初始流使用較少的帶寬，這是由于在壓縮流中只有本質(zhì)上從圖象到圖象改變了的數(shù)據(jù)被俘獲了，而不是從每個(gè)圖象俘獲所有信息。信號被打斷成適當(dāng)大小的數(shù)據(jù)塊(幀或包)，并且頭部信息被添加到每個(gè)數(shù)據(jù)塊；該頭部標(biāo)識了包的開始位置，并且由于打包打斷了時(shí)間軸，該頭部必須包含時(shí)間戳。
多媒體編碼/解碼格式告訴解碼器(接收器)如何將打包流重現(xiàn)回類似于未轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的原始流的數(shù)據(jù)，以便數(shù)據(jù)可以以它正常格式被聽到和觀看。然而，如果在頻道改變上解碼器沒有重置，那么當(dāng)頻道切換時(shí)將顯示噪聲。因此，接收器需要時(shí)延處理來自新頻道的視頻包直到特定指針(也稱為關(guān)鍵數(shù)據(jù)或界標(biāo))顯示接收到了數(shù)據(jù)塊的開頭。
MPEG傳輸流包括一個(gè)或多個(gè)視頻和音頻打包的基本流(PES)，每個(gè)PES包括用于恢復(fù)時(shí)鐘的獨(dú)立的時(shí)間基準(zhǔn)和音頻/視頻同步信息。傳輸流還包括節(jié)目導(dǎo)視和系統(tǒng)信息(PSI)，其描述需要被組合來構(gòu)成節(jié)目的基本流。
每個(gè)流中條件訪問信息使能夠選擇訪問節(jié)目和與節(jié)目關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)服務(wù)。PSI包括節(jié)目關(guān)聯(lián)表(PAT)、節(jié)目映射表(PMT)和條件訪問表(CAT)。PAT包括解碼器用來確定哪個(gè)節(jié)目(也稱為頻道)在相應(yīng)傳輸流中存在的數(shù)據(jù)。PAT指向若干PMT(每個(gè)節(jié)目一個(gè))，PMT依次指向由流傳送的相應(yīng)節(jié)目的視頻、音頻和數(shù)據(jù)內(nèi)容。CAT用于擾碼流(scrambled stream)。
每個(gè)MPEG包具有帶節(jié)目標(biāo)識符(PID)的固定大??；同一基本流中的包都具有相同的PID，以便解碼器可以選擇它想要的基本流和拒絕其余部分。“0”PID指示數(shù)據(jù)包包含PAT PID。當(dāng)前，同一頻道的基本視頻、音頻和數(shù)據(jù)流使用不同PID。
通常，客戶機(jī)(接收器、解碼器、機(jī)頂盒或播放器)具有選項(xiàng)，用于選擇多個(gè)頻道中的一個(gè)來觀看，所述頻道從頭端廣播或從帶有預(yù)存儲內(nèi)容文件的服務(wù)器流送。頻道改變根據(jù)從客戶機(jī)向服務(wù)器發(fā)出的請求來執(zhí)行；相應(yīng)地，服務(wù)器向客戶提供從接收新頻道的新地址。接收器離開當(dāng)前觀看的頻道并加入新頻道。頻道改變速度受到多個(gè)因素的不利影響，諸如PAT/PMT等待時(shí)間、按鍵按壓傳播、IGMP離開/加入操作時(shí)延、包緩沖和傳播、I幀等待時(shí)間、幀解碼和顯示時(shí)間，等等。PAT/PMT等待時(shí)間是指解碼器用來識別和訪問PAT幀所需的時(shí)間，在傳輸流中，在相應(yīng)表中識別相應(yīng)節(jié)目的PMT，然后訪問PMT來識別基本流的PID。一旦由流傳送的相應(yīng)節(jié)目的視頻、音頻和數(shù)據(jù)內(nèi)容的PID已知，那么解碼器開始解碼具有這些PID的數(shù)據(jù)包。
當(dāng)前，用戶終端在數(shù)據(jù)流中的隨機(jī)點(diǎn)進(jìn)入頻道并且必須等待新流中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(界標(biāo))來顯示完全同步的音頻和視頻。對于MPEG2流，I幀是這些關(guān)鍵數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之一，PAT/PMT是其它的。由于這些界標(biāo)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不是頻繁發(fā)送，頻道改變時(shí)間范圍在幾百毫秒到幾秒之間。同樣的，現(xiàn)今憑借現(xiàn)有技術(shù)很難達(dá)到頻道改變時(shí)間小于一秒?，F(xiàn)在出現(xiàn)了減少服務(wù)器端時(shí)延的嘗試。
例如，微軟已經(jīng)提出在寬帶網(wǎng)絡(luò)邊緣連接服務(wù)器(D服務(wù)器概念)，目的在于向某一地理區(qū)域的客戶提供廣播多媒體流。該服務(wù)器包括每個(gè)多媒體內(nèi)容流的緩沖器，用于管理和緩沖所接收的流中的多播包。當(dāng)客戶設(shè)備改變頻道時(shí)，它聯(lián)系服務(wù)器，該服務(wù)器花大約20秒依次傳送單播視頻到客戶設(shè)備?？蛻粼O(shè)備立即開始解碼，然后它加入該頻道適當(dāng)?shù)亩嗖サ刂凡⒗^續(xù)解碼多媒體流。這種方法的問題是它在網(wǎng)絡(luò)邊緣需要附加服務(wù)器，其增加了整個(gè)解決方案的成本。這種解決方案的另一個(gè)缺點(diǎn)是它需要額外帶寬以傳送數(shù)據(jù)到客戶設(shè)備來獲得次秒級頻道改變；這除了需要當(dāng)終端執(zhí)行頻道改變時(shí)使網(wǎng)絡(luò)能夠處理數(shù)據(jù)傳送的詳盡計(jì)劃外又一次增加了整個(gè)解決方案的成本。特別對于HDTV(高清TV)內(nèi)容，和尤其同一住宅內(nèi)具有多個(gè)終端的情況，這是嚴(yán)重的問題。
這個(gè)方法的另一個(gè)缺點(diǎn)是客戶必須知道服務(wù)器，并且如果無法訪問服務(wù)器則不能改變頻道。而且，客戶使用消息機(jī)制來請求和接收丟失的數(shù)據(jù)包，以至于如果由于任何原因與服務(wù)器的連接丟失，客戶沒有任何自主權(quán)。解決方案需要沒有引入網(wǎng)絡(luò)邊緣的服務(wù)器端復(fù)雜性的情況下顯著地減少頻道改變時(shí)延(頻道轉(zhuǎn)換時(shí)間)。

發(fā)明內(nèi)容
在向一組客戶提供多個(gè)多媒體頻道的系統(tǒng)中，本發(fā)明提供了一種減少頻道改變時(shí)延的方法，該方法通過將輸入編碼數(shù)據(jù)修改成標(biāo)準(zhǔn)格式，以使客戶端解碼器不需要掃描輸入流的界標(biāo)索引和解碼信息。
對于用戶終端(ST)只在接收指定的界標(biāo)協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PDU)時(shí)開始呈遞頻道的多媒體娛樂內(nèi)容的多媒體內(nèi)容傳輸系統(tǒng)，一種減少離開當(dāng)前觀看頻道和進(jìn)入新頻道之間的時(shí)間的方法，包括a)識別所述新頻道的所有基本流；b)將每個(gè)所述基本流的所有PDU中的當(dāng)前節(jié)目標(biāo)識改變?yōu)楣霉?jié)目標(biāo)識；和c)在所述用戶終端的解碼器中，當(dāng)PDU到達(dá)所述解碼器時(shí)，用所述公用節(jié)目標(biāo)識對其解碼，其中在所述頻道改變操作期間所述解碼器維持在運(yùn)行狀態(tài)。
有利地，本發(fā)明使只要一請求新節(jié)目(頻道)就能開始客戶解碼器中的解碼，從而減少了數(shù)據(jù)流中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)到達(dá)或者隨機(jī)搜索數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的等待時(shí)間。這導(dǎo)致了頻道改變能力大大提高。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是不需要額外的硬件，在現(xiàn)有的多媒體傳輸系統(tǒng)中或在新設(shè)計(jì)的多媒體傳輸系統(tǒng)中實(shí)施本發(fā)明不需增加額外的成本。


本發(fā)明的前述或其它目的、特性和優(yōu)點(diǎn)將從下述優(yōu)選實(shí)施例的更詳細(xì)描述中體現(xiàn)，如附圖所示，其中圖1示出根據(jù)本發(fā)明的多媒體娛樂系統(tǒng)的實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
圖1示出根據(jù)本發(fā)明的多媒體娛樂系統(tǒng)的實(shí)施例。該系統(tǒng)包括在通信網(wǎng)絡(luò)10的邊緣提供的服務(wù)器端5，和在用戶終端提供的客戶端20。服務(wù)器5，又稱為IP邊緣，從網(wǎng)絡(luò)10的頭端1接收已編碼的多媒體娛樂流并經(jīng)請求通過傳輸流18向客戶機(jī)20提供內(nèi)容。
根據(jù)本發(fā)明，IP邊緣5包括多媒體控制機(jī)制(MCM)12，其周期性地發(fā)送消息來查詢哪個(gè)客戶(用戶終端20)希望接收多播業(yè)務(wù)。由客戶生成的、稱為成員報(bào)告或請求的消息16，提供加入或離開特定多播的請求并向用戶指明多播地址。MCM12檢查所述報(bào)告并且啟動或者禁止特定多播的轉(zhuǎn)發(fā)。在IP邊緣5可以使用各種監(jiān)聽機(jī)制來檢測客戶請求的頻道改變，諸如單播監(jiān)聽HTTP機(jī)制(即監(jiān)聽機(jī)制12可以是IGMP探聽接口、在所有機(jī)頂盒上也可以使用的HTTP/Javascript接口)，或者RTSP機(jī)制。有利地，如果請求的檢測是使用IGMP探聽來執(zhí)行，那么根據(jù)本發(fā)明的解決方案將支持多播安全性的增強(qiáng)和暫停不再響應(yīng)IGMP查詢的客戶。同樣，所有符合IP多播規(guī)格第2層的客戶現(xiàn)在需要IGMP(第2版或更高版)。
客戶機(jī)20表示具有顯示器27、能夠觀看從服務(wù)器5接收的多媒體娛樂內(nèi)容的任何類型的用戶終端(ST)，諸如例如用戶終端盒、CD或DVD播放器、PC等。眾所周知，ST20包括用于將多媒體內(nèi)容流的基本流內(nèi)容轉(zhuǎn)換成相應(yīng)音頻和視頻信息的解碼器24、使用戶能夠從服務(wù)器觀看和選擇感興趣的內(nèi)容的多媒體應(yīng)用21，和傳輸成員接收請求16以由IP邊緣5的監(jiān)聽機(jī)制12接收的定制系統(tǒng)25。
根據(jù)本發(fā)明，ST20包括輸入緩沖器22，用于存儲輸入數(shù)據(jù)直到檢測到界標(biāo)，以及PSI(節(jié)目和系統(tǒng)信息)控制器23，用于檢測流中的界標(biāo)和通知解碼器開始解壓縮/解碼數(shù)據(jù)。如上所述，節(jié)目和系統(tǒng)信息包括節(jié)目關(guān)聯(lián)表(PAT)、節(jié)目映射表(PMT)和條件訪問表(CAT，未示出)。PAT包括解碼器用來確定哪個(gè)節(jié)目在相應(yīng)傳輸流中存在的數(shù)據(jù)。PAT指向若干PMT(每個(gè)節(jié)目一個(gè))，PMT依次指向由流傳送的相應(yīng)節(jié)目的視頻、音頻和數(shù)據(jù)基本流的PID。
如上所述，只要(但不是直到)解碼器接收到解碼A/V流需要的關(guān)鍵界標(biāo)信息，就開始A/V流的傳輸。由于節(jié)目導(dǎo)視和系統(tǒng)信息在相應(yīng)內(nèi)容之前被發(fā)送到用戶終端，所請求頻道的PID在終端20是已知的，所以解碼器不需要在基本流的PID之間建立對應(yīng)關(guān)系來重組各個(gè)流。從而，單元23從在輸入緩沖器22緩沖的流中為各個(gè)傳輸流中的每個(gè)基本流檢索系統(tǒng)信息。
PSI控制器23包括PID改變單元26，其將各個(gè)傳輸流的基本流的音頻和視頻包節(jié)目標(biāo)識符(PID)的值修改為解碼器中已知的公用PID值。換句話說，就本發(fā)明而言，各個(gè)傳輸流中的所有音頻、視頻和其它相關(guān)數(shù)據(jù)由相同的PID標(biāo)記(reference)。例如，如果“0×10”PID用于表示音頻數(shù)據(jù)，那么包括各個(gè)音頻數(shù)據(jù)的傳輸流中的每個(gè)其它基本流都使用同一個(gè)“0×10”PID。
因此，當(dāng)解碼器第一次初始化時(shí)，其進(jìn)行PAT/PMT表搜索來確定音頻和視頻PID，所述音頻和視頻PID用于識別不同的基本流以正確解碼--這些音頻和視頻PID由PID改變單元控制。通常，當(dāng)頻道改變發(fā)生時(shí)，解碼器必須停止和重啟，這導(dǎo)致解碼器重新開始整個(gè)搜索過程。采用本發(fā)明，解碼器僅需搜索一次；從而，在頻道改變時(shí)，PID改變單元26強(qiáng)制所有視頻/音頻元素為與當(dāng)解碼器第一次初始化時(shí)一樣的PID值。在初始化時(shí)，第一次加入的多媒體流中的預(yù)定義PID值可以用于替換其后加入的所有頻道的PID值?？蛇x地，預(yù)選擇的PID值可以是用過的，而客戶加入的任何新頻道的PID可以改變成所選擇的PID值，甚至是第一次加入的頻道。這導(dǎo)致解碼器保持在解碼模式，這消除了停止和重啟解碼器的需要并且消除了解碼器確定是否PID值已改變的需要。
此信息被單獨(dú)處理，并在發(fā)送任何其它數(shù)據(jù)前被發(fā)送到解碼器24。這使解碼器能夠立即選擇所請求的頻道中的包并且正確解壓數(shù)據(jù)。由于傳輸流的基本流的PID值總是相同的，解碼器總是保持在運(yùn)行狀態(tài)，這允許只改變內(nèi)容并減少了在不同A/V流之間切換的時(shí)延。通過允許解碼器當(dāng)在流之間切換時(shí)保持在運(yùn)行狀態(tài)，可以顯著地減少頻道改變時(shí)間。
再次注意，本發(fā)明不局限于MPEG流，而是應(yīng)用于具有對應(yīng)于完整圖象的明顯界標(biāo)的任何傳輸流，其特征在于直到接收到某些界標(biāo)數(shù)據(jù)包(或關(guān)鍵結(jié)構(gòu))才開始傳輸流，這表明基于與基本流關(guān)聯(lián)的PID值能找到音頻、視頻和其它數(shù)據(jù)的位置。多播MPEG2傳輸流是包含音頻和視頻基本流、節(jié)目特定信息(PSI)和其它數(shù)據(jù)的這樣的流的示例。
權(quán)利要求
1.一種在多媒體內(nèi)容傳遞系統(tǒng)中減少離開當(dāng)前觀看頻道和加入新頻道之間的時(shí)間的方法，在所述多媒體內(nèi)容傳遞系統(tǒng)中只有當(dāng)接收到指定的界標(biāo)協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PDU)時(shí)，用戶終端(ST)才開始呈遞頻道的多媒體娛樂內(nèi)容，該方法包括a)識別所述新頻道的所有基本流；b)將每個(gè)所述基本流的所有協(xié)議數(shù)據(jù)單元中的當(dāng)前節(jié)目標(biāo)識改變?yōu)楣霉?jié)目標(biāo)識；以及c)在所述用戶終端的解碼器中，當(dāng)所有協(xié)議數(shù)據(jù)單元到達(dá)所述解碼器時(shí)，用所述公用節(jié)目標(biāo)識對其解碼，其中，所述解碼器在所述頻道改變操作期間維持在運(yùn)行狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中步驟a)包括在被送到所述解碼器之前，在所述用戶終端的輸入存儲器中緩沖所述新頻道的所有協(xié)議數(shù)據(jù)單元；在所述存儲器中，識別攜帶了關(guān)于所述新頻道的節(jié)目特定信息的協(xié)議數(shù)據(jù)單元；基于所述節(jié)目特定信息，識別由所述新頻道的每個(gè)所述基本流使用的所述當(dāng)前節(jié)目標(biāo)識。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中步驟b)包括為所述公用節(jié)目標(biāo)識選擇已經(jīng)被所述解碼器已知的值；并且對于所述新頻道，將所述緩沖器中的所有協(xié)議數(shù)據(jù)單元的所述當(dāng)前節(jié)目標(biāo)識替換為所述公用節(jié)目標(biāo)識。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中步驟c)包括從所述緩沖器中提取具有所述公用標(biāo)識的協(xié)議數(shù)據(jù)單元，對具有所述公用標(biāo)識的所述協(xié)議數(shù)據(jù)單元進(jìn)行解碼以獲得所述多媒體娛樂內(nèi)容，并將所述多媒體娛樂內(nèi)容提供給所述用戶終端的用戶。
5.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中所述多媒體娛樂內(nèi)容在運(yùn)動圖像專家組傳輸流中傳送。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中所述節(jié)目特定信息包括節(jié)目關(guān)聯(lián)表和節(jié)目映射表，其中所述節(jié)目關(guān)聯(lián)表識別所述新頻道，而所述節(jié)目映射表識別所述新頻道的所述基本流。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述公用節(jié)目標(biāo)識是所述解碼器第一次被初始化時(shí)使用的節(jié)目標(biāo)識值。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述公用節(jié)目標(biāo)識具有預(yù)定義值。
全文摘要
在提供A/V流解碼的系統(tǒng)中，本發(fā)明通過將音頻和視頻數(shù)據(jù)的節(jié)目標(biāo)識(PID)值修改為解碼器已知的公用PID值，減少了不同流之間的切換時(shí)延。這種技術(shù)允許在A/V流之間切換時(shí)使解碼器保持運(yùn)行狀態(tài)，從而減少了頻道改變時(shí)間。
文檔編號H04N7/24GK1976474SQ200610172880
公開日2007年6月6日 申請日期2006年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月2日
發(fā)明者J·弗朗, A·J·帕克, S·G·希金斯, G·L·迪翁 申請人:阿爾卡特公司