專利名稱：一種跨節(jié)點控制的在線視頻流選擇性重傳方法
技術領域：
本發(fā)明涉及圖像通信領域，特別是涉及一種跨節(jié)點控制的在線視頻流選擇性重傳 方法。
背景技術：
隨著圖像通信與寬帶蜂窩通信技術(如演進中的B3G/4G蜂窩通信)的發(fā)展，基于 網(wǎng)絡互連協(xié)議(Internet Protocol，簡稱“IP”)的蜂窩視頻流應用正在逐漸興起。不同于 基于離線視頻編碼的點播流式傳輸，蜂窩視頻流的在線應用模式(簡稱“在線視頻流”)是 在單個用戶可以接受的啟動延遲限制下，發(fā)送端一邊在線編碼單一視頻，接收端一邊予以 限時回放。高級視頻編碼與新一代寬帶無線移動通信的發(fā)展為此類新型應用提供了可能， 但其差錯控制面臨更大的技術挑戰(zhàn)。對于允許重傳的雙向蜂窩通信網(wǎng)絡，整個系統(tǒng)可以分 為無線接入網(wǎng)和有線核心網(wǎng)兩大部分，無線鏈路層需要將IP包進一步劃分為更小的無線 鏈路單元。對于在線視頻流，流基元是各通信節(jié)點之間可獨立重傳的最小傳輸單元，具體來 說，IP包是有線核心網(wǎng)的流基元，無線鏈路單元是無線接入網(wǎng)的流基元。伴隨著視頻編碼中 日益復雜的空時預測技術，視頻流對于不同流基元損失的敏感程度差異較大，從而造成不 同程度的視頻降質。在蜂窩通信系統(tǒng)中，無線接入網(wǎng)部分是視頻流可靠傳輸?shù)钠款i，因為它 比有線核心網(wǎng)具有更低的帶寬和更高的誤碼率。視頻流通過無線接入網(wǎng)后常出現(xiàn)突發(fā)的無 線鏈路單元損失，往往造成重建視頻質量的嚴重下降。因此，在線視頻流的差錯控制是必須 解決的關鍵技術問題。眾所周知，自動重傳請求(Automatic Repeat Request，簡稱“ARQ”) 和前向糾錯(Forward Error Correction，簡稱“FEC”)是兩種基本的差錯控制方式。在蜂 窩通信系統(tǒng)中，F(xiàn)EC適合于物理層的差錯控制，目前常見的有RS碼、LDPC碼、Turbo碼。在 物理層FEC提供基本的差錯控制能力之后，ARQ方式可以在數(shù)據(jù)鏈路層或網(wǎng)絡層靈活地增 強在線視頻流的差錯控制性能。對于允許一定延時的在線視頻流而言，選擇性重傳技術是提高其差錯控制性能的 一種有效措施，它需要將有限的傳輸資源，根據(jù)每個流基元的容錯重要性差異，進行有效的 分配以取得重建質量的整體優(yōu)化。視頻流通常需要引入圖像組(Group Of Pictures，簡稱 “G0P”)結構以便允許隨機訪問、差錯控制和多媒體同步。在GOP級重要性分類中，I幀、P 幀和B幀通常具有遞減的傳輸優(yōu)先級，進一步地，可分級視頻編碼器根據(jù)預測關系可以產 生更多層次的傳輸優(yōu)先級。但是，已有的優(yōu)先級劃分方法并沒有考慮傳輸失真，無法實現(xiàn)無 線鏈路單元的重要性分類。因此，根據(jù)香農信源信道分離的相關理論，進行選擇性重傳的關 鍵則是有效地估計GOP級傳輸失真，以評估當前流基元在一個基本對象中的容錯重要性。 一個流基元的GOP級傳輸失真可以采用重新編解碼的分析_合成技術進行離線計算，但由 于計算量與實時性等限制因素，這種分析_合成技術難以應用于在線視頻流。現(xiàn)有的選擇 性重傳僅能提供非常有限的容錯重要性類型，如何在線地估計每個流基元的GOP級傳輸失 真，以實現(xiàn)無線鏈路單元精度的重要性劃分和選擇性重傳，目前并未見到相關的技術文獻。 作為典型的ARQ機制，混合自動請求重傳(Hybrid-ARQ，簡稱“HARQ”)技術已用于3G高速分組接入(High-Speed Packet Access，簡稱“HSPA”)網(wǎng)絡對無線鏈路單元的差錯控制，但是 HARQ的數(shù)據(jù)鏈路層機制并沒有考慮視頻內容的差異性，無法區(qū)分不同無線鏈路單元的容錯
重要性。 經(jīng)過對同類現(xiàn)有技術的檢索后發(fā)現(xiàn)，專利“使用單層編碼和優(yōu)先級區(qū)分流的無線 視頻流”(公開號CN101073268 ；分類號H04N7)提出為每個編碼視頻幀分配一個優(yōu)先級層 次，同時提出基于帶寬限制將一些或全部視頻幀根據(jù)它們的層次進行選擇性的發(fā)送。該專 利僅給出了一種應用層的優(yōu)先級劃分與傳輸方法，無法應用到網(wǎng)絡層或數(shù)據(jù)鏈路層的選擇 性重傳，所述優(yōu)先級層次僅取決于一個GOP中的幀數(shù)量，無法應用于無線鏈路單元等較小 的流基元；該專利僅考慮了 GOP內前后幀之間的解碼依賴關系，沒有考慮重建視頻的傳輸 失真，視頻內容的非平穩(wěn)特性導致上述方法并不能準確反映編碼幀的實際優(yōu)先級。近年來的研究表明，面向無線視頻的跨層(Cross-layer)設計在一定程度上打破 了通信協(xié)議棧各層間的隔離，對各層的參數(shù)、狀態(tài)信息等進行提取分析和信息共享，結合視 頻內容進行優(yōu)化判決和策略調整，實現(xiàn)資源的最優(yōu)化配置及對信道波動的自適應，從而達 到全局性能最優(yōu)?，F(xiàn)有的跨層重傳技術仍然局限于通信網(wǎng)絡的兩個節(jié)點之間進行，并沒有 考慮更多通信節(jié)點之間的聯(lián)合優(yōu)化機制，難以適應單一視頻流中非平穩(wěn)的視頻內容和突發(fā) 錯誤的信道狀況。在多用戶共享的蜂窩網(wǎng)絡中，基站往往需要對多個視頻流進行同時處理， 因此對于單一視頻流僅支持低復雜度的重要性劃分和選擇性重傳，基站希望發(fā)送端能夠提 供某種協(xié)作處理機制來協(xié)助其降低計算量。因此在蜂窩通信系統(tǒng)中，需要針對在線視頻流 提供一種結合信源和信道特性的優(yōu)先級重傳方法，以提高接收視頻的重建質量。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種跨節(jié)點控制的在線視頻流選擇性重傳方 法，能夠增強直播視頻流的差錯控制性能，從而有效提高接收視頻的重建質量。本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是提供一種跨節(jié)點控制的在線視頻流 選擇性重傳方法，包括以下步驟(1)根據(jù)啟動及傳輸延時限制，發(fā)送端將在線編碼的單一視頻流劃分為一個接一 個的延時約束幀集合(Delay-sensitive Frame Set，簡稱“DFS”)作為選擇性重傳的基本 對象；(2)發(fā)送端作為第一通信節(jié)點，首先執(zhí)行基于容錯重要性的包調度來為DFS提供 IP包的選擇性重傳；(3)基于IP包的重要性等級，基站作為第二通信節(jié)點，執(zhí)行優(yōu)先級遞減的自動重 傳請求方式來為DFS提供無線鏈路單元的選擇性重傳。所述的DFS是為單一視頻流選擇重傳而劃分出的視頻幀分段，其中，每個延時約 束幀集合內包含有相等數(shù)量的視頻幀；在發(fā)送端，每個視頻幀被編碼成P個IP包，P^l; 在基站，每個IP包被進一步封裝成K個具有固定長度的無線鏈路單元，K^ I0所述的步驟(2)中的基于容錯重要性的包調度包括以下步驟獲取并儲存邊帶信息；所述的邊帶信息包括打包方式、錯誤補償方式、DFS長度和 即時編碼結果；將來自于同一 DFS的IP包按編碼順序集合成一個編碼隊列Q ；
根據(jù)容錯重要性測度確定各個IP包在所屬編碼隊列Q中的相對重要性，并賦予每個IP包一個唯一的重要性等級；按照重要性等級遞減的順序對編碼隊列Q中的所有IP包進行重新排序，由此得到 一個新的重排隊列Q'；將遞增的實時傳輸協(xié)議序列號按重要性等級遞減順序依次分配給重排隊列中的 IP包，并在同一調度時隙內按實時傳輸協(xié)議序列號遞增的順序將重排隊列Q'發(fā)送出去。所述的步驟(3)中的基站包括網(wǎng)絡層代理和鏈路層代理；所述的優(yōu)先級遞減的自 動重傳請求方式中包括以下步驟通過所述的網(wǎng)絡層代理接收重排隊列Q'，并根據(jù)實時傳輸協(xié)議序列號恢復IP包 重排后的順序，當重排隊列Q'接收完成或調度時限達到時，所述的網(wǎng)絡層代理通知所述的 鏈路層代理開始對重排隊列Q'進行優(yōu)先級遞減的自動重傳請求傳輸；鏈路層代理根據(jù)兩步優(yōu)先級判決規(guī)則將重排隊列Q'進一步劃分為具有不同優(yōu)先 級的無線鏈路單元，并按照優(yōu)先級遞減的順序依次對無線鏈路單元進行嘗試性的發(fā)送；鏈路層代理在嘗試發(fā)送一個無線鏈路單元前，將根據(jù)該無線鏈路單元的傳輸次數(shù) 上限決定是否予以發(fā)送。所述的容錯重要性測度的計算方法如下如果根據(jù)邊帶信息能夠計算GOP級傳輸 失真，那么GOP級傳輸失真越大的IP包的重要性等級越高；否則依據(jù)缺省順序，I幀類型的 IP包、P幀類型的IP包和B幀類型的IP包分別對應高、中、低三種重要性等級，并且在同一 類型內先編碼的IP包具有更高的重要性；所述的GOP級傳輸失真是IP包損失導致的已編 碼幀的傳輸失真和未編碼幀的傳輸失真相加后除以該IP包長度。所述的已編碼幀的傳輸失真是IP包內所有像素在已編碼幀中的像素級傳輸失真 之和；所述的像素級傳輸失真是像素補償錯誤和錯誤擴散計數(shù)的乘積；所述的像素補償錯 誤是發(fā)送端重建像素值與前一幀同一位置的重建像素值的絕對誤差；所述的像素錯誤擴散 計數(shù)是在已編碼幀中直接或間接參考該像素的總像素數(shù)，通過在已編碼幀中迭代地累計該 像素所在預測鏈路上的像素數(shù)得到。所述的未編碼幀的傳輸失真是IP包損失在未編碼幀中錯誤擴散估計，通過分段 線性衰減模型或幀間宏塊比例衰減模型得到；在所述的分段線性衰減模型中，從IP包所在 幀到后續(xù)運動補償關聯(lián)幀的幀級傳輸失真隨時間呈現(xiàn)逐幀線性遞減的衰減特性，其遞減步 長通過對IP包之后已編碼幀的幀級傳輸失真進行線性擬合得到；在所述的幀間宏塊比例 衰減模型中，從IP包所在幀到后續(xù)運動補償關聯(lián)幀的幀級傳輸失真隨時間呈現(xiàn)比例遞減 的衰減特性，其遞減比例因子通過統(tǒng)計最近已編碼幀的幀間宏塊比例得到；所述的運動補 償關聯(lián)幀是與該IP包所在幀具有直接或間接運動補償預測關系的視頻幀。所述的兩步優(yōu)先級判決規(guī)則用于為DFS中每個無線鏈路單元分配唯一的優(yōu)先級， 包括以下兩個規(guī)則規(guī)則一，屬于更高重要性等級IP包的無線鏈路單元具有更高的優(yōu)先 級；規(guī)則二，同一 IP包內的無線鏈路單元按編碼順序具有遞減的優(yōu)先級。所述的傳輸次數(shù)上限是該無線鏈路單元的最大允許傳輸次數(shù)；如果該無線鏈路單 元的實際傳輸次數(shù)小于所述的傳輸次數(shù)上限，則發(fā)送該無線鏈路單元；否則，停止發(fā)送當前 DFS的無線鏈路單元，轉而準備發(fā)送下一個DFS的無線鏈路單元。有益效果
由于采用了上述的技術方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有以下的優(yōu)點和積極效 果在該方法中，在線視頻流的主要通信節(jié)點能夠分工協(xié)作，共同為不同通信層次的流基元 提供選擇性重傳機制，實現(xiàn)了無線鏈路單元級別的優(yōu)先級傳輸。此外，容錯重要性測度可用 于在線評估不同IP包在各種延時約束下的容錯重要性，能夠適應非平穩(wěn)的視頻內容。相比 于現(xiàn)有的選擇性傳輸方案，本發(fā)明能夠將單一視頻流的傳輸失真轉移到每個DFS中相對不 重要的部分，從而保護了同一 DFS中相對重要的部分，在延時和帶寬限制下有效地改進了 在線視頻流的整體重建質量


圖1是本發(fā)明方法的在線視頻流系統(tǒng)架構及其主要通信節(jié)點示意圖；圖2是本發(fā)明的DFS結構示意圖；圖3是本發(fā)明的基于容錯重要性的包調度的功能塊示意圖；圖4是本發(fā)明的重要性歸類模塊所采用的GOP級傳輸失真的示意圖；圖5是本發(fā)明中優(yōu)先級遞減的ARQ的工作流程圖；圖6是本發(fā)明方法的應用示意圖。
具體實施例方式下面結合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明 而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內容之后，本領域技術人 員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定 的范圍。本發(fā)明涉及一種跨節(jié)點控制的在線視頻流選擇性重傳方法，能夠增強在線視頻流 的差錯控制性能，包括以下步驟在線編碼的單一視頻流首先進入發(fā)送端，編碼幀序列根據(jù) 啟動及傳輸延時限制被劃分為一個接一個的DFS，作為選擇性重傳的基本對象；發(fā)送端根 據(jù)容錯重要性測度來確定DFS中不同IP包的重要性等級，并且通過基于容錯重要性的包 調度來提供IP包的選擇性重傳；進一步地，基站根據(jù)兩步優(yōu)先級判決規(guī)則確定DFS中不同 無線鏈路單元的優(yōu)先級，并且通過優(yōu)先級遞減的ARQ方式來提供無線鏈路單元的選擇性重 傳。圖1是適用本發(fā)明方法的在線視頻流系統(tǒng)架構及其主要通信節(jié)點，跨節(jié)點的選擇 性重傳由發(fā)送端和基站這兩個通信節(jié)點共同完成。在線視頻流來自于H. 264/AVC或MPEG-4 等采用運動補償預測的編碼器，發(fā)送端執(zhí)行基于容錯重要性的包調度來提供IP包的選擇 性重傳，在此基礎上，基站執(zhí)行優(yōu)先級遞減的ARQ來提供無線鏈路單元的選擇性重傳。圖2是圖1中DFS的結構示意圖，DFS是為在線視頻流選擇性重傳而劃分出的一 個視頻幀分段，以作為跨節(jié)點選擇性重傳的基本對象。為了表述簡潔，圖2、圖4和圖6中 視頻流GOP的具體實現(xiàn)方式均不包括B幀類型。隨著蜂窩網(wǎng)絡帶寬的增加，單一視頻流的 整個傳輸延時大約幾百毫秒乃至更低，隨著處理器性能的提升，一個視頻幀的實際編碼時 間或解碼時間越發(fā)低于33毫秒。單一視頻流應用通常允許有大約幾秒的啟動延時，而在線 編碼的視頻幀間隔大約在33毫秒到100毫秒之間，因此每個DFS可以根據(jù)延時約束含有 若干視頻幀，延時約束應當小于啟動延時和傳輸延時之差。在給定的延時約束下，每個DFS含有相等數(shù)量的視頻幀。在發(fā)送端，每一幀被編碼成若干IP包；在基站，每個IP包被進一 步封裝成若干無線鏈路單元。DFS與GOP為兩個不同的概念。為了便于描述，DFS的長度 “N/ (Nd彡1)表示每個DFS的幀數(shù)量，圖2中Nd等于3 ；“Ne”表示每個GOP的幀數(shù)量，其典 型值有12，24，15和30。Nd值可以大于Ne，這樣一個DFS就包括多個GOP的幀。視頻幀和 圖像片按照編碼順序進行編號，“η” (η ^ 1)表示按照編碼順序遞增的幀序號，視頻幀η被 分割為“Mn” (Mn ^ 1)個圖像片，“Pn,m”表示第η個視頻幀的第“m” (1 ^ m ^ Mn)個圖像片 所對應的IP包，“Sn,m”表示Pn,m包長度的字節(jié)數(shù)。在無線接入網(wǎng)中，Pn,m被分割為若干個具 有固定長度的無線鏈路單元，“Kn,m”表示Pn,m所含無線鏈路單元的個數(shù)，其值等于IP包長度 與無線鏈路單元長度的比值。 圖3是圖1中基于容錯重要性的包調度的功能塊示意圖。對于在線視頻流，編碼器 與發(fā)送端是兩個松耦合的通信節(jié)點。發(fā)送端利用邊帶信息提取模塊獲取并存儲邊帶信息。 其中，邊帶信息包括打包方式、錯誤補償方式、DFS長度和即時編碼結果，這些信息將提供給 重要性歸類模塊。具體地，打包方式按照RFC 3894的分包規(guī)則，錯誤補償方式采用前幀復制 的方式，DFS長度Nd根據(jù)當前應用所允許的延時約束來確定。編碼器輸出的IP包首先輸入 到幀集合調度模塊，該模塊按照編碼順序將某一視頻流劃分為一個接一個的DFS，將來自同 一 DFS的IP包按照編碼順序集合成一個編碼隊列&{d4，2;…Pp,Mp ；……^ τ &ιt) (ρ彡η < “p+ND”)”。為了確定當前DFS中每個IP包的相對重要性，重要性歸類模塊需要 計算Pn,m的GOP級傳輸失真。“GTD(n，m) ”表示IP包Pn,m單獨損失導致的GOP級傳輸失真， 即從第η幀到該GOP最后一幀的傳輸失真之和。圖4是圖3中重要性歸類模塊所采用的GOP級傳輸失真的示意圖，一個IP包的損 失將導致傳輸錯誤在重建視頻中擴散，直到該IP包所在GOP的最后一幀為止。如圖4所示， 幀2中黑色矩形區(qū)域導致的錯誤能夠在重建視頻的時間和空間方向上進行擴散，直到出現(xiàn) 一個I幀消除這種影響為止。為了描述方便，“N?！北硎井斍癉FS最后一個已編碼幀的幀序 號，“Ng”表示Pn,m所在GOP的最后一幀的幀序號，Pn,m所在GOP可能全是已編碼幀。幀N。之 前(包括幀N。)的傳輸失真需要分析邊帶信息提取模塊提供的即時編碼結果，幀N。之后的 傳輸失真則需要通過一定的預測模型估計得到?！癎TDe(n，m) ”(η ^ Nc)表示IP包Pn,m損失 導致的已編碼幀的傳輸失真，"GTDf (n, m)，，(n > Nc)表示IP包Pn,m損失導致的未編碼幀的
傳輸失真?！?、/’表示？吣中的一個像素，“^；’表示in,m在發(fā)送端的重建像素值，可從編碼 器的編碼環(huán)節(jié)中得到。絕對誤差均值(簡稱“MAD”)是視頻編碼中常用的度量準則，其值越 小，表示性能越好。若N。小于Ng，表明GTD(n，m)包含已編碼幀的傳輸失真和未編碼幀的傳 輸失真；否則，GTD (n，m)僅包含已編碼幀的傳輸失真。具體地，重要性歸類模塊根據(jù)式(1) 計算GTD (n，m)的值。
GTDin, m) + GTDin, m) ~^^——^^ (代 < Ng、
GTD{n,m>\γ(1)
(辦)
n,m進一步地，GTDe(n，m)是Pn,m內所有像素在已編碼幀中的像素級傳輸失真之和。像素級傳輸失真是像素補償錯誤與錯誤擴散計數(shù)的乘積像素補償錯誤是發(fā)送端重建像素值 與前一幀同一位置的重建像素值的絕對誤差；某一像素的錯誤擴散計數(shù)是在已編碼幀中直 接或間接參考該像素的總像素數(shù)(包括該像素本身)，即通過跟蹤已編碼幀中最終指向該 像素的運動矢量信息，迭代地累計指向該像素的所有預測鏈路上的像素總數(shù)?！皘1， -乙一” 表示像素in,m的補償錯誤，"SRCk(in,ffl) ”表示in,m損失所導致的從幀η到幀k的錯誤擴散計 數(shù)，可通過迭代累積in,m所在運動補償預測路徑上的像素個數(shù)得到，兩者都屬于邊帶信息。 由于像素級傳輸失真在一個IP包內是可累加的，重要性歸類模塊根據(jù)式(2)計算GTDe(n， m)的值。
權利要求
一種跨節(jié)點控制的在線視頻流選擇性重傳方法，其特征在于，包括以下步驟(1)根據(jù)啟動及傳輸延時限制，發(fā)送端將在線編碼的單一視頻流劃分為一個接一個的延時約束幀集合作為選擇性重傳的基本對象；(2)發(fā)送端作為第一通信節(jié)點，首先執(zhí)行基于容錯重要性的包調度來為延時約束幀集合提供IP包的選擇性重傳；(3)基于IP包的重要性等級，基站作為第二通信節(jié)點，執(zhí)行優(yōu)先級遞減的自動重傳請求方式來為延時約束幀集合提供無線鏈路單元的選擇性重傳。
2.根據(jù)權利要求1所述的跨節(jié)點控制的在線視頻流選擇性重傳方法，其特征在于，所 述的延時約束幀集合是為單一視頻流選擇重傳而劃分出的視頻幀分段，其中，每個延時約 束幀集合內包含有相等數(shù)量的視頻幀；在發(fā)送端，每個視頻幀被編碼成P個IP包，P^l; 在基站，每個IP包被進一步封裝成K個具有固定長度的無線鏈路單元，K^ I0
3.根據(jù)權利要求1所述的跨節(jié)點控制的在線視頻流選擇性重傳方法，其特征在于，所 述的步驟(2)中的基于容錯重要性的包調度包括以下步驟獲取并儲存邊帶信息；所述的邊帶信息包括打包方式、錯誤補償方式和延時約束幀集 合長度和即時編碼結果；將來自于同一延時約束幀集合的IP包按編碼順序集合成一個編碼隊列Q ；根據(jù)容錯重要性測度來確定各個IP包在所屬編碼隊列Q中的相對重要性，并賦予每個 IP包一個唯一的重要性等級；按照重要性等級遞減的順序對編碼隊列Q中的所有IP包進行重新排序，由此得到一個 新的重排隊列Q'；將遞增的實時傳輸協(xié)議序列號按重要性等級遞減順序依次分配給重排隊列中的IP 包，并在同一調度時隙內按實時傳輸協(xié)議序列號遞增的順序將重排隊列Q'發(fā)送出去。
4.根據(jù)權利要求1所述的跨節(jié)點控制的在線視頻流選擇性重傳方法，其特征在于，所 述的步驟(3)中的基站包括網(wǎng)絡層代理和鏈路層代理；所述的優(yōu)先級遞減的自動重傳請求 方式中包括以下步驟通過所述的網(wǎng)絡層代理接收重排隊列Q'，并根據(jù)實時傳輸協(xié)議序列號恢復IP包重排 后的順序，當重排隊列Q'接收完成或調度時限達到時，所述的網(wǎng)絡層代理通知所述的鏈路 層代理開始對重排隊列Q'進行優(yōu)先級遞減的自動重傳請求傳輸；鏈路層代理根據(jù)兩步優(yōu)先級判決規(guī)則將重排隊列Q'進一步劃分為具有不同優(yōu)先級的 無線鏈路單元，并按照優(yōu)先級遞減的順序依次對無線鏈路單元進行嘗試性的發(fā)送；鏈路層代理在嘗試發(fā)送一個無線鏈路單元前，將根據(jù)該無線鏈路單元的傳輸次數(shù)上限 決定是否予以發(fā)送。
5.根據(jù)權利要求3所述的跨節(jié)點控制的在線視頻流選擇性重傳方法，其特征在于，所 述的容錯重要性測度的計算方法如下如果根據(jù)邊帶信息能夠計算圖像組級傳輸失真，那么圖像組級傳輸失真越大的IP包 的重要性等級越高；否則依據(jù)缺省順序，I幀類型的IP包、P幀類型的IP包和B幀類型的 IP包分別對應高、中、低三種重要性等級，并且在同一類型內先編碼的IP包具有更高的重 要性；所述的圖像組級傳輸失真是IP包損失導致的已編碼幀的傳輸失真和未編碼幀的傳 輸失真相加后除以該IP包長度。
6.根據(jù)權利要求5所述的跨節(jié)點控制的在線視頻流選擇性重傳方法，其特征在于，所 述的已編碼幀的傳輸失真是IP包內所有像素在已編碼幀中的像素級傳輸失真之和；所述 的像素級傳輸失真是像素補償錯誤和錯誤擴散計數(shù)的乘積；所述的像素補償錯誤是發(fā)送端 重建像素值與前一幀同一位置的重建像素值的絕對誤差；所述的像素錯誤擴散計數(shù)是在已 編碼幀中直接或間接參考該像素的總像素數(shù)，通過在已編碼幀中迭代地累計該像素所在預 測鏈路上的像素數(shù)得到。
7.根據(jù)權利要求5所述的跨節(jié)點控制的在線視頻流選擇性重傳方法，其特征在于，所 述的未編碼幀的傳輸失真是IP包損失在未編碼幀中錯誤擴散估計，通過分段線性衰減模 型或幀間宏塊比例衰減模型得到；在所述的分段線性衰減模型中，從IP包所在幀到后續(xù)運 動補償關聯(lián)幀的幀級傳輸失真隨時間呈現(xiàn)逐幀線性遞減的衰減特性，其遞減步長通過對IP 包之后已編碼幀的幀級傳輸失真進行線性擬合得到；在所述的幀間宏塊比例衰減模型中， 從IP包所在幀到后續(xù)運動補償關聯(lián)幀的幀級傳輸失真隨時間呈現(xiàn)比例遞減的衰減特性， 其遞減比例因子通過統(tǒng)計最近已編碼幀的幀 間宏塊比例得到；所述的運動補償關聯(lián)幀是與 該IP包所在幀具有直接或間接運動補償預測關系的視頻幀。
8.根據(jù)權利要求4所述的跨節(jié)點控制的在線視頻流選擇性重傳方法，其特征在于，所 述的兩步優(yōu)先級判決規(guī)則用于為延時約束幀集合中每個無線鏈路單元分配唯一的優(yōu)先級， 包括以下兩個規(guī)則規(guī)則一，屬于更高重要性等級IP包的無線鏈路單元具有更高的優(yōu)先 級；規(guī)則二，同一 IP包內的無線鏈路單元按編碼順序具有遞減的優(yōu)先級。
9.根據(jù)權利要求4所述的跨節(jié)點控制的在線視頻流選擇性重傳方法，其特征在于，所 述的傳輸次數(shù)上限是該無線鏈路單元的最大允許傳輸次數(shù)；如果該無線鏈路單元的實際傳 輸次數(shù)小于所述的傳輸次數(shù)上限，則發(fā)送該無線鏈路單元；否則，停止發(fā)送當前延時約束幀 集合的無線鏈路單元，轉而準備發(fā)送下一個延時約束幀集合的無線鏈路單元。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種跨節(jié)點控制的在線視頻流選擇性重傳方法，包括以下步驟在線編碼的單一視頻流進入發(fā)送端，并根據(jù)啟動及傳輸延時限制被劃分為一個接一個的DFS，作為選擇性重傳的基本對象；發(fā)送端作為第一通信節(jié)點，根據(jù)容錯重要性測度來確定DFS中IP包的重要性等級，并通過基于容錯重要性的包調度來提供IP包的選擇性重傳；基于IP包的重要性等級，基站作為第二通信節(jié)點，通過優(yōu)先級遞減的ARQ方式來提供無線鏈路單元的選擇性重傳。在延時和帶寬條件限制下，本發(fā)明有機地結合了主要通信節(jié)點之間的優(yōu)先級傳輸機制，實現(xiàn)了無線鏈路單元級別的重要性劃分和選擇性重傳，能夠增強在線視頻流的差錯控制性能，有效提高接收視頻的重建質量。
文檔編號H04N7/24GK101938341SQ201010284648
公開日2011年1月5日 申請日期2010年9月17日 優(yōu)先權日2010年9月17日
發(fā)明者劉浩, 徐海芹, 趙曙光, 錢劍敏 申請人:東華大學