一种基于带宽检测的动态编码装置和方法
【专利摘要】一种基于带宽检测的动态编码方法，适用于处理一视频并通过一网络传输。首先接收视频。接着检测网络的一带宽、判断带宽的范围、根据所判断的带宽范围编码视频并输出一编码视频，最后再输出编码视频至网络。通过周期性的带宽检测，根据检测结果动态调整编码方法和/或编码品质，使得网络会议的视频传输品质和带宽水平实现自适应调整。
【专利说明】一种基于带宽检测的动态编码装置和方法
【技术领域】
[0001]本发明有关于一种基于带宽检测的动态编码装置和方法。
【背景技术】
[0002]随着网络的快速发展，开始结合在线视频节目和视频会议的应用。这类的应用通常需要较大的带宽才可以保持视频品质的稳定。举例来说，很多的线上视频节目以及视频会议会建议使用者至少有350?400K的带宽。然而，网络的带宽会受到许多因素的影响。例如当很多人上网的时候，带宽会被其他使用者分享掉；或者，在视频会议的过程中，使用者在撷取视频时是身处于背景混乱的情况，会因此需要较大带宽传送视频，此时皆会发生带宽不足而影响视频传输品质的问题。现有的网络会议系统意识到这个问题，大部分网络会议系统在参与者加入会议之前都会检查其与服务器连接的带宽以确保会议质量。
[0003]但他们都有以下的缺点:
1.带宽检测在加入会议之前进行，但网络带宽是动态变化的，在会议的不同时间，与服务器连接的带宽可能是不同的。
[0004]2.音频，应用程序的共享数据，和视频采集率是恒定不变的，不能灵活地随带宽的变化而动态调节。在网络带宽变小的情况下，恒定的数据不能及时传输而会产生延时，影响会议中音频传输的质量。
[0005]当前所有的会议系统的主要问题都是实时性的保证不够，对网络带宽的要求过高，在进行网络视频会议和桌面共享时延时现象非常明显，严重影响了网络会议的质量。
【发明内容】
[0006]基于以上的考虑，需要提供一种数据传输稳定、实时，音频、应用程序共享，以及视频播放效果好，系统成本低的IP网络会议实时性保证的方法，用以当网络带宽不足时动态改善传输视频的品质。在会议进行过程中，利用带宽检测进程周期性地检测与服务器连接的可用带宽，在保证可用带宽中一固定部分由音频通道占用的情况下，余下带宽决定了应用程序共享数据和视频的采集率和传输率。
[0007]本发明提供一种基于带宽检测的动态编码装置和方法，适用于处理一视频并通过网络传输。该装置包括一视频模块、一带宽检测模块、一视频控制模块、一视频编码模块和一视频输出模块。视频模块用以接收视频，带宽检测模块用以检测网络的带宽。视频控制模块耦接至视频模块和带宽检测模块，判断带宽的范围并发送一第一判断结果。视频编码模块根据第一判断结果编码图像并输出一编码视频，视频输出模块用以输出编码视频至网络。
[0008]本发明另外提供一种基于带宽检测的动态编码方法，适用于处理一视频并通过一网络传输。首先接收视频。接着检测网络的一带宽、判断带宽的范围、根据所判断的带宽范围编码视频并输出一编码视频，最后再输出编码视频至网络。
[0009]本发明通过周期性的带宽检测，根据检测结果动态调整编码方法和/或编码品质，使得网络会议的视频传输品质和带宽水平实现自适应调整。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1显示根据本发明一实施例所述的视频品质处理装置10的方块图；
图2显示根据本发明一实施例所述的视频IMG的构造图；
图3显示根据本发明一实施例所述的视频MG的编码处理方式；
图4显示根据本发明一实施例所述的视频MG的另一编码处理方式；
图5显示根据本发明一实施例所述的视频品质处理方法的流程图。
[0011]附图标号
10、视频品质处理装置；11、视频模块；12、编码选择设定模块；13、带宽检测模块；14、视频控制模块；15、视频编码模块；16、视频输出模块；Al、第一区域；A2、第二区域；BW、带宽；IMG、视频；IMAGE、编码视频；S1、S2、S3、S4判断结果。
【具体实施方式】
[0012]为使本发明的所述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下:
图1显示根据本发明一实施例所述的视频品质处理装置10的方块图。视频品质处理装置10包括一视频模块11、一编码选择设定模块12、一带宽检测模块13、一视频控制模块14、一视频编码模块15和一视频输出模块16。
[0013]本发明中，对于不同带宽水平所选的编码品质或编码方式，可以由预先设定的对应关系查找表L来标记，例如，L中可以记录对于某一个带宽范围，选用某一特定编码方法，使得保证编码质量的同时，顾及编码速度和成本，或者可以根据检测到的带宽的不同，动态调整作为编码结果的视频的分辨率。
[0014]视频模块11连接至视频撷取装置或互联网，用以接收视频MG，其中该视频MG包括第一区域Al和第二区域A2，第一区域Al为视频的外围部分，第二区域A2为视频的中心部分，如图2所示。编码选择设定模块12用以设定一预设的带宽，亦即设定一可维持正常视频品质的所需带宽大小。举例来说，若互联网上的视频需要350K的带宽才可正常且流畅地播放，那编码选择设定模块12即设定350K的预设带宽，此外编码选择设定模块还可以以表的形式设定带宽检测结果与编码方法和/或品质的对应关系。带宽检测模块13亦连接到互联网，并检测互联网的带宽BW。视频控制模块14连接至编码选择设定模块12和带宽检测模块13，用以判断带宽检测模块13所检测到的带宽BW并发送第一判断结果SI。举例来说，若带宽检测模块13检测到互联网的带宽BW是400K (仅为举例)的话，则视频控制模块14判断网络的带宽BW 400K比维持正常视频品质所需的350K还高，因此发送第一判断结果SI通知视频编码模块15以一既定的编码品质编码整个视频IMG(第一区域Al加第二区域A2)的资料。视频编码模块15根据第一判断结果SI以既定的编码品质编码视频IMG并输出一编码视频IMAGE，最后视频输出模块16输出该编码视频IMAGE至网络。必须说明的是，以上提到了带宽检测模块13检测互联网的带宽BW，更明确地说，在此所检测的带宽是视频品质处理装置10与视频MG接收者之间实际的网络传输带宽。
[0015]另一种情况是，带宽检测模块13检测到网络的带宽BW比350K低，例如310K。此时视频控制模块14判断网络的带宽BW 310K落在300K?350K (仅为举例)的第一带宽范围之内。由于第一带宽范围300K?350K比维持正常视频品质所需的350K还稍微低一点，但又不会差很多，因此视频控制模块14发送第二判断结果S2通知视频编码模块15以既定的编码品质编码视频IMG对应于第二区域A2(视频IMG的中心部分)的资料，而以低于既定编码品质的编码品质编码视频IMG对应于第一区域Al (视频IMG的外围部分)的资料。这样的做法主要是因为检测到的网络带宽BW只比维持正常视频品质所需的350K还稍微低一点(例如所述的310K)，因此以稍微牺牲视频MG外围编码品质(通常视频的外围部分比较不那么重要)的方式来确保其他重要部分的编码品质。最后再将所编码的视频输出，并由视频输出模块16输出该编码视频至网络。
[0016]以上是带宽检测模块13检测到网络的带宽BW为310K的非限定实施例。然而，带宽检测模块13所检测到的网络带宽BW可能更低，例如280K。在这个情况下，视频控制模块14判断网络的带宽BW 280K落在250K?300K (仅为举例)的第二带宽范围的内。由于第二带宽范围250K?300K还差350K —段距离，因此视频控制模块14发送第三判断结果S3通知视频编码模块15以既定的编码品质编码视频MG对应于第二区域A2 (视频MG的中心部分)的资料，而以低于既定编码品质的编码品质只编码视频IMG对应于部分第一区域Al的资料，而对应于第一区域Al其他部分的资料则丢弃。如图3所示，对应于第二区域A2的资料以正常的既定编码品质编码，而第一区域Al只剩下左右两边所对应的资料以低于既定编码品质的编码品质来做编码，第一区域Al上下部分所对应的资料则舍弃。与前一个实施例的差异之处，对应于第一区域Al所舍弃的资料部分原本是以低于既定编码品质的编码品质来做编码，现在将其舍弃因而可进一步减少耗费的带宽资源，因此即使网络带宽不足(例如本实施例的280K)，但仍可以维护视频MG重要部分的视频品质。
[0017]必须要注意的是，虽然以上的实施例说明了将对应于第一区域Al上下部分的资料丢弃，但所丢弃的部分也可以是对应于第一区域Al上下左右其中一个部分的资料，或是多个部分的资料。
[0018]以上是带宽检测模块13检测到网络的带宽BW为280K的非限定实施例。然而，带宽检测模块13所检测到的网络带宽BW可能比280K更低，例如220K。在这个情况下，视频控制模块14判断网络的带宽BW 220K落在200K?250K (仅为举例)的第三带宽范围之内。由于第三带宽范围200K?250K差350K很多，因此视频控制模块14发送第四判断结果S4通知视频编码模块15以既定的编码品质编码视频MG对应于第二区域A2 (视频MG的中心部分)的资料，而全部丢弃视频MG对应于第一区域Al (视频MG的外围部分)的资料，如图4所示。以这样的方式，由于全部丢弃视频IMG对应于第一区域Al的资料，因此可省下更多的带宽资源以维护视频MG重要部分的视频品质。
[0019]以上说明了根据不同的网络带宽BW而所采取的不同的视频编码对策，虽然以上的实施例指出视频的第一区域Al是视频的外围部分，而视频的第二区域A2是视频的中心部分，但第一区域Al和第二区域A2也可以是视频的其他部分。再者，在第二实施例中当网络带宽BW为280K时，虽然视频编码模块15以既定的编码品质编码视频IMG对应于第二区域A2的资料，而以低于既定编码品质的编码品质只编码视频IMG对应于部分第一区域Al的资料，而对应于第一区域Al其他部分的资料则丢弃，但所丢弃的资料部分也可独立于第一区域Al的外，并不限定一定要是第一区域Al的其中一部分。[0020]此外，在以上的实施例中，视频较重要的第二区域A2(中心部分)其所对应的资料皆以既定的编码品质来编码，但也可以视情况需求以高于既定编码品质的编码品质来编码。因此，本发明所揭露的概念除了以较低的编码品质来编码视频的某个区域，或是丢弃视频的某个区域以节省带宽资源之外，也可以增加视频的编码品质。
[0021]图5显示根据本发明一实施例所述的视频品质处理方法的流程图，适用于处理通过一网络所接收的一视频。首先接收视频(步骤S21)，其中该视频IMG包括第一区域Al和第二区域A2，第一区域Al为视频的外围部分，第二区域A2为视频的中心部分。接着在步骤S22中设定一预设带宽，亦即设定一可维持正常视频品质的所需带宽大小，例如350K。在步骤S23中检测网络的带宽，所检测的带宽是与视频接收者之间实际的网络传输带宽。在步骤S24中判断网络带宽的范围，例如网络的带宽是介于300K?350K的第一带宽范围、250K?300K的第二带宽范围或是200K?250K的第三带宽范围(以上范围仅为举例)。在步骤S25中根据所判断的网络带宽范围编码视频，并输出一编码视频。如果在步骤S24中所判断的网络带宽大于350K，例如400K，则表示网络的带宽足以输出品质稳定的视频，因此以一既定的编码品质编码视频(第一区域Al加第二区域A2)。若网络带宽落在比350K低一点的第一带宽范围，例如310K，则以既定的编码品质编码视频对应于第二区域A2(视频的中心部分)的资料，而以低于既定编码品质的编码品质编码视频对应于第一区域Al (视频的外围部分)的资料。若网络的带宽落在更低的第二带宽范围，例如280K，则以既定的编码品质编码视频对应于第二区域A2的资料，而以低于既定编码品质的编码品质编码视频对应于第一区域Al的资料。若网络的带宽落在更低的第三带宽范围，例如220K，则以既定的编码品质编码视频对应于第二区域A2的资料，而全部丢弃视频对应于第一区域Al的资料。最后在步骤S26中输出编码视频至网络。
[0022]最后，必须要注意的是，以上所揭露的第一、第二和第三带宽范围都是根据预设带宽来决定的。各个带宽范围表示网络的带宽与维持稳定视频品质所需的预设带宽的差距。因此，本发明会根据网络的带宽落于哪一个带宽范围之内而采取不同的资料编码机制。
[0023]本发明虽以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明的范围，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可以做些许的更改与修饰，因此本发明的保护范围当由权利要求所界定的为准。
【权利要求】
1.一种基于带宽检测的动态编码方法，包括如下步骤: a、预设带宽范围与编码方式和/或分辨率的对应关系； b、接收视频； C、检测网络的带宽； d、判断所述带宽的范围； e、根据所判断的所述带宽的范围和所述对应关系，对所述视频进行编码，并输出编码视频；以及， f、输出所述编码视频至所述网络。
2.如权利要求1所述的一种基于带宽检测的动态编码方法，其特征在于，所述视频可经由视频采集装置取得或通过所述网络接收。
3.如权利要求1所述的一种基于带宽检测的动态编码方法，其特征在于，所述e进一步包括:根据所述带宽的范围，调整对所述视频的编码方式。
4.如权利要求1所述的一种基于带宽检测的动态编码方法，其特征在于，所述e进一步包括:根据所述带宽的范围，调整对所述视频进行编码的结果的分辨率。
5.如权利要求1所述的一种基于带宽检测的动态编码方法，所述步骤a包括，以查找表的方式来标记带宽范围与编码方式和/或分辨率的对应关系。
6.一种基于带宽检测的动态编码装置，其特征在于，包括: 视频模块，用以接收视频； 带宽检测模块，用以周期性地检测网络的带宽； 视频控制模块耦接至所述视频模块和所述带宽检测模块，用以判断所述带宽的范围并发送判断结果； 编码选择设定模块，用以预设带宽范围与编码方式和/或分辨率的对应关系； 视频编码模块根据所述判断结果以及所述对应关系编码所述视频并输出编码视频；以及， 视频输出模块，用以输出所述编码视频至所述网络。
7.如权利要求6所述的一种基于带宽检测的动态编码装置，其特征在于，所述视频可经由视频采集装置取得或通过所述网络接收。
8.如权利要求6所述的一种基于带宽检测的动态编码装置，其特征在于，所述视频编码模块根据所述带宽的范围，调整对所述视频的编码方式。
9.如权利要求6所述的一种基于带宽检测的动态编码装置，其特征在于，所述视频编码模块根据所述带宽的范围，调整对所述视频进行编码的结果的分辨率。
10.如权利要求6所述的一种基于带宽检测的动态编码装置，其特征在于，所述编码选择设定模块以查找表的方式来标记带宽范围与编码方式和/或分辨率的对应关系。
【文档编号】H04N7/15GK103475851SQ201310398854
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月5日 优先权日:2013年9月5日
【发明者】佟亮, 庄鑫, 沙丽娟, 张慧坤 申请人:齐齐哈尔大学