专利名称：用于优化wlan上的流控制的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线通信，更具体的，涉及用于优化通过无线网络的数据流的方法和设备。
背景技术：
常规无线发射机具有视频编码器，其产生多层可变速率数字视频流，该视频流包含标识为基本层(BL)分组和增强层(EL)分组的数据分组。BL层分组包含对于解码该视频流及观看基本图像是很关键的数据，而增强层分组包含改善接收的视频流质量的数据。在每个视频帧中的分组(BL和EL)在随后帧的帧之前传输。然而，能够传输的分组(BL或EL)的数量依赖于信道条件。而且，每个帧的分组必须在预定解码时间之前到达接收机解码器，以便可以用于解码该视频帧。如果分组在解码时间之后到达，分组将不能用于解码，因此不能对解码的图像做出贡献。
因此，存在一个临界时间，在其之后，一个帧的尚未传输的分组不能向图像提供额外的信息，因为这些分组不能在帧解码时间之前到达解码器。因为对于每个视频分组，BL数据分组在EL数据分组之前传输，因此当超过临界帧时间时，在EL分组中的数据元素更有可能丢失。用于确定哪个EL数据分组没有传输或者被丢弃的常规方法是复杂的或计算量很大的或者需要额外的信息，例如准确的信道状态信息。
因此，在产业中就需要一种方法和系统，其提供一种简单的手段，用于确定何时不传输或丢弃EL数据分组，以优化数据流传输过程。
发明内容
公开了一种用于为传输视频流而确定时间段的方法和设备，该视频流包括多个基本层及相应的增强层。该方法包括步骤获得对信道条件的测量，在预定时间段内传输每个所述基本层，并且在基于所述对信道条件的测量和所述基本层的时间段而确定的时间段内传输相应的增强层。在本发明的一个方面，基本层时间段和增强层时间段小于临界时间段。
图1示出了常规数字化视频流；图2示出了根据本发明原理的，与EL传输时间段相关的图像质量的曲线图；图3a-3k示出了作为增强层传输时间段的函数的图像质量的示范性确定；图4a示出了与信道条件和BL传输持续时间相关的、相对于增强层传输持续时间的图像质量的曲线图；图4b示出了在图4a中所示的信息的示范性实施；图5示出了示范性的处理的流程图，其用于根据本发明原理确定流控制值；以及图6示出了用于执行在此所示的处理的设备。
具体实施例方式
可以理解这些附图是为了说明本发明的概念，而不是用来衡量的标准。可以意识到，相同的参考数字标记在全文中用以标识相应的部分，在适当的时候可能会用参考字符来加以补充。
图1示出了常规视频流，包括多个视频帧105，每个帧都包含BL110和EL115。BL110表示数据传输的最小级别，而在每个EL115中传输的数据量部分依赖于传输信道的条件。因此，可能不会传输每个EL115的全部数量。在EL115中所示的区域120示出了由于传输信道条件的改变而可以传输的数据量的实例。因此，EL分组的数量以及作为其结果的接收图像的质量，会随着在视频流中传输的数据变化而改变。
图2示出了图像视觉质量(PSNR)的示范性表示，其与EL分组的传输时间相关。如所示，存在最佳点210，在该点处，图像质量相对于EL分组的传输时间达到最大值。因此，在本发明的一个方面中，分组数量，即所传输的EL层中的数据量，可以被限于在BL数据传输之后的预定时间。
图3a-3k示出了作为EL分组传输时间、BL传输时间和信道条件(即分组错误概率百分比)的函数的图像质量的仿真结果。图3a示出了对于百分之0(0％)的分组错误概率和用250ms传输基本层的情况，如果在基本层传输之后，EL分组的传输时间段大于40毫秒(ms)，则图像质量没有显著的改善。图3b类似的示出了当信道条件包含10％的分组错误概率且用250ms传输基本层的时候，如果EL分组的传输时间段大于40ms，则图像质量没有显著的改善。限制EL分组传输的时间值的类似的确定可以参考图3c-3k来完成。
图4a示出了在图3a-3k所示的示范性结果的曲线图400，其中图像质量作为增强层传输持续时间(t)和基本层传输持续时间的函数来绘制。正如本领域技术人员会认识到的，增强层传输值，即d11、d12、d22、d23等，与每个基本层，即BL1、BL2、BLn相关联，可以基于在图3a-3k中所示的信息来选择传输持续时间，或者传输持续时间可以包括通过仿真或实际测量可以获得的其它结果。这种确定完全在本领域技术人员所掌握的范围之内，无需在此做详细的讨论。
图4b示出了用于实施图4a所示的曲线图的示范性数据结构。在这个示出的实例中，每个数据结构440、450、460等可以表示一个信道条件，即分组错误概率等。例如，数据结构440可以表示与10％的分组错误概率的信道条件相关联的信息项(EL层传输时间，d11、d12等)。类似的，数据结构450可以表示与20％的分组错误概率的信道条件相关联的信息项(EL层传输时间d21、d22等)。数据结构中的每一项可以表示与相对于参考BL持续时间的EL分组的传输时间段相关联的时间值(d)。因此，例如与BL1相关联的数值d11显示为在数据结构440中，即10％的分组错误概率的第一个元素。类似的，d12是数据结构440中的第二个元素。
本发明的一个方面中，可以基于信道条件和BL分组传输持续时间来选择EL层传输值(d)。在本发明的另一方面中，当实际BL分组传输持续时间不能与用于构建数据结构的BL值相匹配时，可以基于信道条件和在已知的BL分组传输持续时间值之间的内插来确定传输值(d)。在本发明的再另一方面中，可以通过在信道条件之间的内插和/或在已知BL分组传输持续时间值之间的内插来确定传输值(d)。
图5示出了示范性过程的流程图，用于根据本发明原理，为限制EL层传输时间而确定数值(d)，以优化流控制。在该示范性过程中，在块510，确定媒体(信道)条件。例如，可以基于已知的或确定的标准来确定。在块515，获得称为BL(t)的基本层时间确定。在块520，确定媒体(信道)条件是否与已存储的条件值之一相匹配。如果答案是肯定的，则在块525确定BL(t)是否与一个基本层持续时间值相匹配，该基本层持续时间值用作用于存储称为EL(t)的EL层持续时间的参考值。如果该答案是肯定的，就在块530获得所存储的EL(t)值。
然而，如果答案是否定的，则在块535获得所存储的EL值，例如d11、d12等，其与和所确定的BL(t)在数学上相邻的基本层参考值相关联。在块540，然后基于所获得的EL值，确定EL(t)值。在本发明的一个方面中，可以基于所获得的EL值的内插来确定EL(t)值。在本发明的另一方面中，EL(t)值可以确定为所获得的EL值的平均值。在本发明的再另一方面中，EL(t)值可以确定为所获得的EL值的函数。
返回在块520的确定，如果答案是否定的，于是就在块545获得与在数学上相邻的媒体(信道)条件有关的信息项。在块550，确定BL(t)是否与任何参考基本层传输值相匹配。如果答案是肯定的，则在块555获得EL值，其与数学上相邻的信道条件的相匹配参考基本层传输值相关联。在块560，如上所述，基于所获得的EL值来确定EL(t)值。
然而，如果答案是否定的，则在块565，基于与数学上相邻的信道条件和数学上相邻的参考基本层传输值相关联的EL值，来确定EL(t)值。
图6示出了示范性实施例系统600，其可以用来实施本发明的原理。系统600可以包含一个或多个输入/输出设备602、处理器603和存储器604。I/O设备602从一个或多个来源601访问或接收信息。客户设备601可以诸如计算机、笔记本电脑、PDA、移动电话之类的设备，或适于提供信息以执行在此所示的处理的其它设备。设备601可以接入一个或多个网络650，例如无线广域网、无线城域网、无线局域网、地面广播系统(无线电、TV)、卫星网络、蜂窝电话、或无线电话网，以及这些类型和其它类型的网络的部分或组合，以向输入/输出设备602提供信息。
输入/输出设备602、处理器603和存储器604可以通过通信媒体625进行通信。通信媒体625可以表示例如总线、通信网络、电路的一个或多个内部连接、电路卡或其它设备，以及这些通信媒体和其它通信媒体的部分或组合。根据一个或多个程序来处理从客户设备601而来的输入数据，所述程序可以存储在存储器604中，并由处理器603执行。处理器603可以是任何装置，诸如通用目的或特定目的计算系统，或者可以是硬件结构，诸如膝上型计算机、台式计算机、服务器、手持计算机、专用逻辑电路、或集成电路。处理器603还可以是可编程逻辑阵列(PAL)、特定用途集成电路(ASIC)等，其可以被硬件“编程”，以包括软件指令或代码，其响应于已知的输入而提供已知的输出。在一个方面中，硬件电路可以用以代替软件指令或与其组合来实施本发明。在此说明的元件还可以用分立硬件元件来实现，其用于使用编码的逻辑操作或通过执行硬件可执行代码来完成所示操作。存储器604可以是任何半导体存储器，诸如在处理器603外部的PROM、EPROM、EEPROM或RAM，和/或与处理器603相集成，即高速缓冲存储器。存储器604还可以是光存储介质。
在一个方面中，本发明的原理可以通过由处理器603执行的计算机可读代码来实现。该代码可以存储在存储器604中，或从存储介质683、I/O设备685或诸如软盘、CD-ROM或DVD之类的磁、光介质687中读取/下载。
通过I/O设备602从设备601接收的信息项在按照一个或多个用于执行在此所述功能的软件程序进行处理之后，还可以通过网络680传输到一个或多个输出设备，所述一个或多个输出设备表示为报告设备690、显示器692或第二处理系统695。
正如本领域技术人员会认识到的，术语计算机或计算机系统可以表示一个或多个处理单元，其与一个或多个存储器单元和其它设备(如外围设备)通信，所述一个或多个存储器单元和其它设备与至少一个处理单元电子连接并通信。而且，所述设备可以通过以下方式而电子连接到一个或多个处理单元内部总线，例如ISA总线、微通道总线、PCI总线、PCMCIA总线等，或者电路、电路卡或其它设备的一个或多个内部连接，以及这些和其它通信媒体的部分或组合，或者外部网络，如因特网和内联网。
尽管已经以应用于其优选实施例的方式，示出、说明并指出了本发明的基本创新特点，可以理解可以由本领域技术人员做出在所述设备中的、以所公开的设备的形式和细节、及在它们的操作中的各种省略、替换和改变，而不会脱离本发明的精神。
意图清楚地指出，这些元件的所有组合，只要其能够以基本上相同的方式执行基本上相同的功能以获得相同的结果，都在本发明的范围内。从一个所述实施例到另一个的要素替换也完全是预料之中的和预期的。
权利要求
1.一种方法，用于使得采用在至少一个基本层(105)和至少一个增强层(115)的多个分组进行传输的视频流的图像质量基本上达到最大，所述方法包括以下步骤在预定时间中传输所述基本层分组(110)；以及在一个时间段内传输所述增强层(115)分组，所述时间段基于对图像质量和信道条件的测量而确定。
2.如权利要求1中所述的方法，其中，所确定的时间段和基本层传输时间段小于一个临界时间段。
3.一种方法，用于为传输视频流而确定时间段，所述视频流包括多个基本层及相应的增强层，所述方法包括以下步骤获得对信道条件的测量；在预定时间段内传输每个所述基本层(110)；以及在基于所述对信道的测量和所述基本层时间段而确定的时间段(d)内，传输相应的增强层(115)。
4.如权利要求3中所述的方法，其中，所述基本层时间段和所述增强层时间段小于一个临界时间段。
5.如权利要求3中所述的方法，其中，所述增强层时间段(d)从多个预定值(d11，d12，d22)中选择，所述多个预定值基于对所选择的信道条件(440，450)的测量。
6.如权利要求3中所述的方法，其中，所述增强层时间段由多个预定值(d11，d12，d22)来确定，所述多个预定值基于对所选择的信道条件(440，450)的测量和所选择的基本层时间段。
7.如权利要求6中所述的方法，其中，将所述增强层时间段确定为在所述多个预定值(d11，d12，d21)中的两个之间的内插值。
8.如权利要求7中所述的方法，其中，所述两个预定值选择为与所获得的信道条件的测量在数学上相邻。
9.如权利要求7中所述的方法，其中，所述两个预定值选择为与所述基本层传输时间段在数学上相邻。
10.如权利要求5中所述的方法，其中，所述预定值(d11，d12，d22)基于图像质量。
11.如权利要求10中所述的方法，其中，所述预定值(d11，d12，d22)通过仿真来获得。
12.如权利要求10中所述的方法，其中，所述预定值(d11，d12，d22)通过实际测量来获得。
13.一种设备，用于为传输视频流而确定时间段，所述视频流包括多个基本层(110)和相应的增强层(115)，所述设备包括处理器(403)，与存储器(404)通信，所述处理器执行代码，用于获得对信道条件的测量；在预定时间段内传输每个所述基本层(110)；以及在基于所述对信道条件的测量和所述基本层时间段而确定的时间段内，传输相应的增强层(115)。
14.如权利要求13中所述的设备，其中，所述基本层时间段和所述增强层时间段小于一个临界时间段。
15.如权利要求13中所述的设备，其中，所述处理器执行代码，用于从多个预定值(d11，d12，d22)中选择所述增强层时间段，所述多个预定值基于对所选择的信道条件(440，450)的测量。
16.如权利要求13中所述的设备，其中，所述处理器执行代码，用于根据多个预定值(d11，d12，d22)来确定所述增强层时间段，所述多个预定值基于对所选择的信道条件(440，450)的测量和所选择的基本层时间段。
17.如权利要求16中所述的设备，其中，所述处理器执行代码，用于将所述增强层时间段确定为在所述多个预定值(d11，d12，d22)中的两个之间的内插值。
18.如权利要求17中所述的设备，其中，所述两个预定值(d11，d12，d22)选择为与所获得的信道条件的测量在数学上相邻。
19.如权利要求17中所述的设备，其中，所述两个预定值(d11，d12，d22)选择为与所述基本层传输时间段在数学上相邻。
20.如权利要求15中所述的设备，其中，所述预定值(d11，d12，d22)基于图像质量。
21.如权利要求20中所述的设备，其中，所述预定值(d11，d12，d22)通过仿真来获得。
22.如权利要求20中所述的设备，其中，所述预定值(d11，d12，d22)通过实际测量来获得。
23.如权利要求15中所述的设备，还包括与所述存储器通信的输入/输出设备。
24.如权利要求15中所述的设备，其中，所述代码存储在所述存储器中。
全文摘要
公开了一种方法和设备，用于为传输包括多个基本层(110)和相应的增强层(115)的视频流确定一个时间段。该方法包括步骤获得对信道条件的测量，在预定时间段内传输每个所述基本层(110)，并在基于所述对信道的测量和所述基本层时间段而确定的时间段内传输相应的增强层(115)。在本发明的一个方面中，基本层时间段和增强层时间段小于一个临界时间段。
文档编号H04N7/26GK101069431SQ200580041180
公开日2007年11月7日 申请日期2005年11月28日 优先权日2004年11月30日
发明者K·S·沙拉帕利, L·L·塞拉 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司