专利名称：低延时的无线视频广播传输编码方法
技术领域：
本发明涉及一种低延时的无线视频广播传输编码方法，是一种减少无线视频广播延时的高效编码方法，关于无线网络视频传输编码技术，特别关于一种新型的无线网络视频广播业务中的数据包传输编码方法，属于视频通信传输编码技术领域。
背景技术：
随着无线接入技术的进步，蜂窝网络里的视频流媒体服务，特别是无线视频广播服务等移动数字广播服务，在未来被视为最重要的服务之一。在目前的视频编码中，例如 MPEG和H. 264等视频编码，视频图像的压缩都是基于数据预测和传输效率考虑的，从而造成了视频帧之间具有解码依赖性。一组常见MPEG视频流图像组中I巾贞，P巾贞，B帧的视频解码依赖性关系如
图1所示。在I帧，P帧和B帧中，I帧不需要依赖其余视频帧就可以解码，而P帧的解码需要依赖于前一帧的视频解码，B帧的解码依赖于前后视频帧的解码。在一段广播视频比特流中，视频广播发送端根据业务需要将该视频数据帧封装成视频数据包。由于视频数据帧存在解码依赖性，因此由视频数据帧组成的视频数据包也具有解码依赖性。并且根据视频数据包的解码依赖性可以确定视频数据包的解码优先级，例如图1中由I帧组成的视频数据包能够决定其他P帧、B帧数据包的解码，因此I帧数据包具有最高的解码优先级。对于一组由m个视频数据包组成的视频流，基于视频数据包的解码优先级可以确定一个视频数据包向量巧=[灼，凡,...，凡]，其中P1具有最高的解码优先级，Pm具有最低的解码优先级。在视频数据包传输过程中，如果视频接收端先收到解码优先级低的视频数据包，那么视频接收端在没有解码优先级高的视频数据包的情况下，无法通过解码过程得到解码优先级低的数据包，从而造成了视频延时。为了减少无线视频广播的服务延时，需要保证解码优先级高的视频数据包优先解码，以避免发生在接收到低解码优先级视频数据包后无法解码视频图像的问题。在无线网络里传输视频数据包，由于信号衰弱，信道间的干扰和冲突等原因，丢失视频数据包是不可避免的。特别是在无线视频广播业务中，由于广播业务的网络拓扑是一对多的，一个视频广播发送端，多个视频接收端。并且不同视频接收端处于不同的无线环境中，其所经历的无线环境参数不一样，从而造成不同视频接收端视频数据包的丢包率是不同的，导致了视频接收端接收到的视频数据包存在差异。例如视频广播发送端广播了 m个视频数据包，其解码优先级向量为5 = /^...,Aj。由于视频接收端A和视频接收端B所处的无线环境不一样，他们前7个视频数据包的接收状况如表格.1所示A丢失的视频数据包是P3，B丢失的视频数据包是p5。那么在广播完这m个视频数据包后，A即使收到了 p4， P5，...，Pm也无法解码，B即使收到了 p6，p7，...，Pm也无法解码，因此A会有m-3个解码延时，B会有m-5个解码延时。
权利要求
1.一种低延时的无线视频广播传输编码方法，其特征在于该方法分三个阶段实现第一阶段为视频广播发送端根据视频接收端的反馈信息获取视频接收端的数据包接收状况；第二阶段为视频广播发送端以减少视频延时为优化目标， 对视频数据包进行编码，并传输编码数据包，第三阶段为视频接收端对接收到的编码数据包进行解码得到视频数据包，并在时隙结束前将数据包接收状况反馈给视频广播发送端， 用于其更新视频接收端的数据包接收状况。
2.根据权利要求1所述的低延时的无线视频广播传输编码方法，其特征在于，所述第二阶段中，视频广播端的编码过程包括以下步骤步骤1 :确定视频数据包的解码优先级向量巧=[凡,朽,...,凡；1。 步骤2 确定数据包编码所在的有限域。 步骤3 确定数据包编码向量中的所有元素值。步骤3. 1 建立一个数据包编码选择向量ζ，并将向量内的所有元素值置1 ； 步骤3. 2 建立一个数据包编码向量ζ，并将向量内的所有元素值置0 ； 步骤3. 3 统计所有用户已经解码的视频数据包，并在ζ中的相应位置置0。 步骤3. 4 将ζ中值为1的视频数据包按照解码优先级从高到低排列，选出解码优先级最高的视频数据包，并将其在ζ中的值置1，在ζ中的值置0。步骤3.5 对于丢失此最高优先级数据包的视频接收端，检查其是否丢失其他低优先级数据包？步骤3. 6 重复步骤3. 4，直到编码选择向量ζ中的元素都置为0为止。 步骤4:确定数据包编码方法。 步骤5:确定数据包传输机制。
3.根据权利要求1所述的低延时的无线视频广播传输编码方法，其特征在于，所述第三阶段中，视频接收端的解码过程包括以下步骤步骤6 确定数据包解码方法。当视频接收端接收到视频广播发送端广播的编码数据包c后，解码过程分为以下几步。步骤6. 1 提取编码数据包c包头中的数据包编码向量ξ。 步骤6. 2:搜索ζ中值为1的元素，并根据5 =[只,灼,...,Pm]定位是哪些数据包。 步骤6. 3 排除ζ中接收端已经正确解码的视频数据包。 步骤6. 4 通过有限域F2中的抑或运算即可解码得到视频数据包。 步骤6. 5 视频接收端在时隙结束前将本时隙的编码数据包接收状况反馈给视频广播发送端。
全文摘要
本发明涉及一种无线视频广播传输编码方法，是一种减少无线视频广播延时的高效编码方法，属于视频传输编码技术领域。该方法确定一个标记视频数据包解码依赖性的数据包优先级向量，并根据视频广播用户的数据包接收情况，以减少广播用户视频延时为目标构造一个数据包编码向量。本发明编码方法利用此编码向量对数据包进行编码，编码过程通过对数据包向量与编码向量之间进行向量内积运算实现。本发明编码方法的优点是保证广播用户在丢包网络中能够获得小延时的无线视频流，同时编码实现复杂度低，具有实际应用背景。
文档编号H04N7/26GK102427526SQ20111028650
公开日2012年4月25日 申请日期2011年9月23日 优先权日2011年9月23日
发明者任勇, 何能强 申请人:清华大学