專利名稱：高畫質(zhì)影片無線傳輸方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及高畫質(zhì)(High Definition,HD)影片無線傳輸,尤其涉及一種于一媒介存取控制層中排程與切割高畫質(zhì)的影片數(shù)據(jù)封包的方法及裝置。
背景技術(shù)：
高畫質(zhì)(HD)影片指具有較一般畫質(zhì)(Standard Definition, SD)影片高的解析度(resolution)的影片，例如 1280X720 像素(720pixel，720p)或 1920X1080 像素(1080i/1080p)的熒幕解析度。高畫質(zhì)(HD)影片無線傳輸主要用于播放高畫質(zhì)數(shù)字影音光盤(Digital Video Disc, DVD)、藍(lán)光光盤(Blue-ray Disc)、高畫質(zhì)IP電視數(shù)字機(jī)頂盒(HD IPTV Set-top box)或是高畫質(zhì)電影投影等，可解決傳統(tǒng)有線傳輸設(shè)備缺乏移動性、需要昂貴的高畫質(zhì)多媒體接口(High Definition Multimedia Interface, HDMI)傳輸線、以及無法支援一對多使用者的問題。·目前在居家使用數(shù)字高畫質(zhì)電視的比例越來越高，通過高畫質(zhì)IP電視數(shù)字機(jī)頂盒，多個使用者可以在不同數(shù)字高畫質(zhì)電視上同時觀看高畫質(zhì)的影片，并且免除需要布置高畫質(zhì)多媒體接口(HDMI)傳輸線的麻煩。圖I顯示一家用環(huán)境通訊模型100。家用環(huán)境通訊模型100中包括多臺數(shù)字高畫質(zhì)電視102與一無線高畫質(zhì)IP電視數(shù)字機(jī)頂盒104。無線高畫質(zhì)IP電視數(shù)字機(jī)頂盒104可利用各種視頻畫面格式(video frame format)(例如非壓縮或壓縮數(shù)據(jù))、各種天線技術(shù)(例如單輸入單輸出(SISO)或多輸入多輸出(MIMO)以及各種視頻畫面壓縮方式(例如JPEG2000或mpeg)等技術(shù)，將高畫質(zhì)影片分別傳送至每一臺數(shù)字高畫質(zhì)電視102。在高畫質(zhì)影片無線傳輸中，封包錯誤率(packet error rate)與每一個視頻畫面抵達(dá)接收端(無線高畫質(zhì)電視102)的時間都會影響收看品質(zhì)。其中，有限的頻寬可能會影響畫面錯誤率(frame error rate)與每一個視頻畫面抵達(dá)接收端(無線高畫質(zhì)電視102)的時間?，F(xiàn)有高畫質(zhì)影片無線傳輸方法中，普遍使用一限制封包錯誤率方法以及一最佳化傳輸量方法以進(jìn)行高畫質(zhì)影片無線傳輸。在限制封包錯誤率方法中，為了減低封包錯誤率(例如封包錯誤率限制至10_2以下)，將封包的酬載長度(payload length)縮短，但是增加了附加信息(overhead information),因此需要較多的時間進(jìn)行傳輸。而在最佳化傳輸量方法中，由于無線傳輸高畫質(zhì)影片所需的數(shù)據(jù)傳輸率相當(dāng)高，為了提高在同樣時間內(nèi)的有效傳輸量(throughput)，將封包的酬載長度增大。雖然最佳化傳輸量方法的平均傳輸時間最短，但是由于封包的酬載長度變大，增高了封包錯誤率。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于上述先前技術(shù)的問題，本發(fā)明提供了一種高畫質(zhì)影片無線傳輸方法與裝置，可在保障高畫質(zhì)(HD)影片所需的品質(zhì)下，估計出一最小所需傳輸時間(MinimumRequired Transmission Time，MRTT)，并且利用估計出的最小所需傳輸時間(MRTT)在媒介存取控制層(Medium Access Control layer, MAC layer)中作排程。
根據(jù)本發(fā)明披露的一實施例所提供的一種高畫質(zhì)影片無線傳輸方法，適用于傳送一高畫質(zhì)影片的一視頻畫面的一數(shù)據(jù)封包。此方法包括接收上述視頻畫面，上述視頻畫面具有一視頻畫面尺寸；取得與上述視頻畫面相關(guān)的一酬載長度與一最小所需傳輸時間，其中上述最小所需傳輸時間為傳輸上述視頻畫面至一接收端所需的一最短時限；根據(jù)上述酬載長度對上述視頻畫面進(jìn)行封包切割以取得上述數(shù)據(jù)封包；以及根據(jù)上述最小所需傳輸時間將上述數(shù)據(jù)封包進(jìn)行排程，并且傳送至上述接收端。根據(jù)本發(fā)明披露的一實施例所提供的一種高畫質(zhì)影片無線傳輸裝置，適用于傳送一高畫質(zhì)影片的一視頻畫面的一數(shù)據(jù)封包。此裝置包括一視頻源模塊，用以接收上述視頻畫面；一媒介存取控制控制模塊，用以取得與上述視頻畫面相關(guān)的一酬載長度與一最小所需傳輸時間，其中上述最小所需傳輸時間為傳輸上述視頻畫面至一接收端所需的一最短時限；一分封單元，用以根據(jù)上述酬載長度對上述視頻畫面進(jìn)行封包切割以取得上述數(shù)據(jù)封包；以及一媒介存取控制排程器，用以根據(jù)上述最小所需傳輸時間將上述數(shù)據(jù)封包進(jìn)行排程，并且輸出至一實體層以傳送至上述接收端。
本發(fā)明在無線條件較差時仍可符合延遲條件而不會有視頻畫面的錯誤，并且使用最小所需傳輸時間傳送視頻畫面的封包，可在有限頻寬內(nèi)提供更多使用者觀賞高畫質(zhì)影片。


圖I顯示一家用環(huán)境通訊模型；圖2顯示一視頻畫面切割示意圖；圖3顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的高畫質(zhì)影片無線傳輸方法的流程圖；圖4顯示根據(jù)本發(fā)明另一實施例所述的高畫質(zhì)影片無線傳輸方法的流程圖；圖5顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的高畫質(zhì)影片無線傳輸裝置；圖6顯示根據(jù)本發(fā)明另一實施例所述的高畫質(zhì)影片無線傳輸裝置；圖7顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的高畫質(zhì)影片無線傳輸方法與先前技術(shù)在信噪比不同時所需的最小所需傳輸時間。其中，附圖標(biāo)記說明如下100 家用環(huán)境通訊模型；102 數(shù)字高畫質(zhì)電視；104 無線高畫質(zhì)IP電視數(shù)字機(jī)頂盒；200 視頻畫面切割示意圖202 視頻畫面；204 視頻畫面切割塊；300、400 流程圖；S302 S310、S402 S418 步驟；500、600 高畫質(zhì)影片無線傳輸裝置；502、602 視頻源模塊；504,604 媒介存取控制控制模塊；506、610 分封單元；
508、612 排程器；606 視頻畫面暫存單元；608 傳輸性能改善單元；614 傳輸與測量模塊。
具體實施例方式如上所述，在高畫質(zhì)影片無線傳輸中，封包錯誤率(packet error rate)與每一個視頻畫面抵達(dá)接收端(例如無線高畫質(zhì)電視102)的時間都會影響收看品質(zhì)。因此，必須根據(jù)即時的通道狀況，針對所欲傳送的封包酬載長度作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，并且可在有視頻畫面錯 誤(video frame error)時通過媒介存取控制層(MAC layer)中的重傳機(jī)制(e.g. I-ACK)來作修正。本發(fā)明所提供的高畫質(zhì)影片無線傳輸方法與裝置可將壓縮后或未壓縮的高畫質(zhì)影片在較小的頻寬上作無線傳輸，也可使用超寬頻(Ultra Wideband, UffB)技術(shù)或WiFi(Iln)科技上作使用。一般來講，假設(shè)一部高畫質(zhì)影片的播放時間為120分鐘，每分鐘必需撥放大約30到60個視頻畫面(video frames)。為了讓高畫質(zhì)影片在120分鐘的播放時間內(nèi)不會有視頻畫面錯誤(video frame error)所需的畫面錯誤率(frame error rate)即為一目標(biāo)畫面錯誤率(target frame error rate),例如一部120分鐘的高畫質(zhì)影片的目標(biāo)畫面錯誤率大約為10_6。而當(dāng)有視頻畫面錯誤產(chǎn)生時，可通過媒介存取控制層的重傳機(jī)制來作修正。除此的外，為了維持高畫質(zhì)影片的播放品質(zhì)，接收端(e.g.無線高畫質(zhì)電視102)必需可以持續(xù)不間斷的接收視頻畫面，因此每一個視頻畫面抵達(dá)接收端(例如無線高畫質(zhì)電視102)的時間可在發(fā)送端(例如無線高畫質(zhì)IP電視數(shù)字機(jī)頂盒104)估計出來，并且發(fā)送端可根據(jù)視頻畫面抵達(dá)接收端的時間作相關(guān)排程，以避免接收端接收視頻畫面的延遲。本發(fā)明所提供的高畫質(zhì)影片無線傳輸方法可滿足一延遲條件(delay constraint)。假設(shè)該高畫質(zhì)影片無線傳輸?shù)漠嬅鎮(zhèn)鬏斅?frame rate)為每秒30個視頻畫面，且接收端的解碼暫存器(decoder buffer)僅可允許暫存一個視頻畫面，該延遲條件便等于每1/30秒必須將下一個視頻畫面送達(dá)接收端的解碼暫存器。若無法滿足該延遲條件，接收端解碼暫存器可能無法即時進(jìn)行解碼，而造成視頻畫面錯誤(video frame error)。圖2顯示一視頻畫面切割示意圖200。視頻畫面切割示意圖200包括一視頻畫面202與多個視頻畫面切割塊204。如上所述，高畫質(zhì)影片無線傳輸?shù)漠嬅鎮(zhèn)鬏斅士蔀槊棵?0個視頻畫面，例如可每秒傳送30個視頻畫面202。發(fā)送端(例如無線高畫質(zhì)IP電視數(shù)字機(jī)頂盒104)可將視頻畫面202切割為多個視頻畫面切割塊204后，將視頻畫面切割塊204分別封裝至封包內(nèi)并傳送至接收端(例如無線高畫質(zhì)電視102)。為了解決先前技術(shù)的問題，本發(fā)明一實施例提供了一高畫質(zhì)影片無線傳輸方法。該高畫質(zhì)影片無線傳輸方法可以滿足高畫質(zhì)影片的目標(biāo)畫面錯誤率(例如10_6)。特別說明的是，本發(fā)明一實施例的高畫質(zhì)影片無線傳輸方法定義了一所需傳輸時間(RequiredTransmission Time，RTT)，該所需傳輸時間(RTT)為傳輸一個視頻畫面所需的一時限，且該所需傳輸時間(RTT)可滿足目標(biāo)畫面錯誤率(例如10_6)。本發(fā)明的高畫質(zhì)影片無線傳輸方法除了提出所需傳輸時間(RTT)，并且針對每一個視頻畫面(video frames)調(diào)整視頻畫面的封包的酬載長度與調(diào)變編碼方案(Modulation and Coding Scheme,MCS),從而得到一最小所需傳輸時間(Minimum Required Transmission Time, MRTT),其中該最小所需傳輸時間(MRTT)是傳輸一個視頻畫面所需的一最短時限。圖3顯示根據(jù)本發(fā)明一實施例所述的高畫質(zhì)影片無線傳輸方法的流程圖300。首先，接收一視頻畫面，該視頻畫面具有一視頻畫面尺寸(例如O. 5Mb 3Mb)(步驟S302)。接下來，取得一酬載長度(payload length)與對應(yīng)的一最小所需傳輸時間(MRTT)，其中最小所需傳輸時間為傳輸視頻畫面所需的時限(步驟S304)。取得該酬載長度與對應(yīng)的最小所需傳輸時間后，根據(jù)該酬載長度對該視頻畫面進(jìn)行封包切割以取得該視頻畫面的數(shù)據(jù)封包(步驟S306)。最后，根據(jù)該最小所需傳輸時間將該視頻畫面的數(shù)據(jù)封包進(jìn)行排程，并且傳送至接收端(步驟S308)。特別說明的是，本發(fā)明所定義的最小所需傳輸時間(MRTT)可如同以下式一所示式一
權(quán)利要求
1.一種高畫質(zhì)影片無線傳輸方法，適用于傳送一高畫質(zhì)影片的一視頻畫面的一數(shù)據(jù)封包，包括 接收上述視頻畫面； 取得與上述視頻畫面相關(guān)的一酬載長度與一最小所需傳輸時間，其中上述最小所需傳輸時間為傳輸上述視頻畫面至一接收端所需的一最短時限； 根據(jù)上述酬載長度對上述視頻畫面進(jìn)行封包切割以取得上述數(shù)據(jù)封包；以及 根據(jù)上述最小所需傳輸時間將上述數(shù)據(jù)封包進(jìn)行排程，并且傳送至上述接收端。
2.如權(quán)利要求I所述的高畫質(zhì)影片無線傳輸方法，其中上述視頻畫面具有一視頻畫面尺寸，且取得上述最小所需傳輸時間的步驟包括 根據(jù)上述視頻畫面尺寸與一信噪比，調(diào)整上述酬載長度與一調(diào)變編碼方案。
3.如權(quán)利要求2所述的高畫質(zhì)影片無線傳輸方法，其中上述調(diào)變編碼方案是根據(jù)上述信噪比，由一對照表取得。
4.如權(quán)利要求3所述的高畫質(zhì)影片無線傳輸方法，其中上述最小所需傳輸時間是傳輸一個視頻畫面所需的一最短時限，并且上述最小所需傳輸時間滿足一目標(biāo)畫面錯誤率，其中上述目標(biāo)畫面錯誤率是于播放上述高畫質(zhì)影片時不會產(chǎn)生一視頻畫面錯誤所需的一畫面錯誤率。
5.如權(quán)利要求4所述的高畫質(zhì)影片無線傳輸方法，還包括 根據(jù)下列公式取得上述最小所需傳輸時間與上述酬載長度，其中D為上述視頻畫面尺寸，L為上述酬載長度，e為上述目標(biāo)畫面錯誤率的函數(shù)，P為一符元錯誤率，C為一常數(shù)，R(m)為一傳輸速率，以及Ot (m)為一附加信息。
6.如權(quán)利要求5所述的高畫質(zhì)影片無線傳輸方法，其中上述符元錯誤率根據(jù)上述信噪比與上述調(diào)變編碼方案取得。
7.如權(quán)利要求I所述的高畫質(zhì)影片無線傳輸方法，還包括 根據(jù)一延遲條件判斷上述視頻畫面是否逾時；以及 當(dāng)上述視頻畫面逾時時，移除上述視頻畫面。
8.—種高畫質(zhì)影片無線傳輸裝置，適用于傳送一高畫質(zhì)影片的一視頻畫面的一數(shù)據(jù)封包，包括 一視頻源模塊，用以接收上述視頻畫面； 一媒介存取控制控制模塊，用以取得與上述視頻畫面相關(guān)的一酬載長度與一最小所需傳輸時間，其中上述最小所需傳輸時間為傳輸上述視頻畫面至一接收端所需的一最短時限； 一分封單元，用以根據(jù)上述酬載長度對上述視頻畫面進(jìn)行封包切割以取得上述數(shù)據(jù)封包；以及 一媒介存取控制排程器，用以根據(jù)上述最小所需傳輸時間將上述數(shù)據(jù)封包進(jìn)行排程，并且輸出至一實體層以傳送至上述接收端。
9.如權(quán)利要求8所述的高畫質(zhì)影片無線傳輸裝置，其中上述視頻畫面具有一視頻畫面尺寸，且上述媒介存取控制控制模塊取得上述最小所需傳輸時間包括根據(jù)上述視頻畫面尺寸與一信噪比，調(diào)整上述酬載長度與一調(diào)變編碼方案。
10.如權(quán)利要求9所述的高畫質(zhì)影片無線傳輸裝置，其中上述媒介存取控制控制模塊根據(jù)上述信噪比，由一對照表取得上述調(diào)變編碼方案。
11.如權(quán)利要求10所述的高畫質(zhì)影片無線傳輸裝置，其中上述最小所需傳輸時間是傳輸一個視頻畫面所需的一最短時限，并且上述最小所需傳輸時間滿足一目標(biāo)畫面錯誤率，其中上述目標(biāo)畫面錯誤率是于播放上述高畫質(zhì)影片時不會產(chǎn)生一視頻畫面錯誤所需的一畫面錯誤率。
12.如權(quán)利要求11所述的高畫質(zhì)影片無線傳輸裝置，其中上述媒介存取控制控制模塊還根據(jù)下列公式取得上述最小所需傳輸時間與上述酬載長度，其中D為上述視頻畫面尺寸，L為上述酬載長度，e為上述目標(biāo)畫面錯誤率的函數(shù)，P為一符元錯誤率，C為一常數(shù)，R(m)為一傳輸速率，以及Ot (m)為一附加信息。
13.如權(quán)利要求12所述的高畫質(zhì)影片無線傳輸裝置，其中上述符元錯誤率根據(jù)上述信噪比與上述調(diào)變編碼方案取得。
14.如權(quán)利要求8所述的高畫質(zhì)影片無線傳輸裝置，還包括 一視頻畫面暫存單元，用以根據(jù)一延遲條件判斷上述視頻畫面是否逾時，以及當(dāng)上述視頻畫面逾時時，移除上述視頻畫面。
全文摘要
一種高畫質(zhì)影片無線傳輸方法及裝置，適用于傳送一高畫質(zhì)影片的一視頻畫面的一數(shù)據(jù)封包。此方法包括接收上述視頻畫面，上述視頻畫面具有一視頻畫面尺寸；取得與上述視頻畫面相關(guān)的一酬載長度與一最小所需傳輸時間，其中上述最小所需傳輸時間為傳輸上述視頻畫面至一接收端所需的一最短時限；根據(jù)上述酬載長度對上述視頻畫面進(jìn)行封包切割以取得上述數(shù)據(jù)封包；以及根據(jù)上述最小所需傳輸時間將上述數(shù)據(jù)封包進(jìn)行排程，并且傳送至上述接收端。本發(fā)明在無線條件較差時仍可符合延遲條件而不會有視頻畫面的錯誤，并且使用最小所需傳輸時間傳送視頻畫面的封包，可在有限頻寬內(nèi)提供更多使用者觀賞高畫質(zhì)影片。
文檔編號H04N21/6437GK102957905SQ20111024961
公開日2013年3月6日 申請日期2011年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月23日
發(fā)明者吳東祐, 周禹伸, 黃經(jīng)堯 申請人:宏碁股份有限公司