專利名稱：多媒體應用中的快速調諧的制作方法
多媒體應用中的快速調諧
根據35 U.S.C. §119的優先權要求幀間預測編碼利用了視頻序列中兩個相鄰幀之間差別很小這樣一 個事實。經常是僅有的差別在于幀間圖像的一些部分略微平移。幀間預測 編碼可以被用于將當前幀劃分成宏塊，搜索相鄰幀或基準幀，確定宏塊是 否發生了移動。如果能夠確定當前幀內宏塊內容在基準幀中的位置，它就 不必再現。這一內容可以用"運動矢量"和兩個宏塊之差來表示，這個"運 動矢量"表明它在當前幀中從它在基準幀中的位置發生的位移。可以在記 錄或發送之前，將預測編碼技術應用于運動矢量和差信息。 —種可能的解決辦法是增加視頻流中RAP的數量。但是這種解決辦 法會降低視頻序列的壓縮量，引起數據速率明顯增大。因此，在這一領域 中需要一種改進的方法來獲得不包括視頻壓縮的視頻序列。
發明內容
公開了無線通信設備的另一個方面。這種無線通信設備包括接收裝 置，用于接收多個視頻流，每個視頻流包括幀內編碼和幀間編碼視頻幀； 解碼裝置，用于對視頻解碼；以及切換裝置，用于將所述視頻流切換到所 述解碼裝置，所述切換裝置還用于接收從所述視頻流中的第一個切換到所 述視頻流中的第二個的提示，并且響應所述提示，延遲切換到所述視頻流 的所述第二個，直到在所述視頻流的所述第二個里收到幀內編碼視頻幀。公開了通信方法的一個方面。這種通信方法包括接收多個視頻流， 每個視頻流包括幀內編碼和幀間編碼視頻幀；對所述視頻流的第一個解碼; 接收對所述視頻流的第二個進行解碼的提示；以及響應所述提示，延遲切 換到所述視頻流的所述第二個進行解碼，直到在所述視頻流的所述第二個 里收到幀內編碼視頻幀。公開了計算機程序產品的一個方面。這種計算機程序產品包括計算 機可讀介質。計算機可讀介質中包括切換代碼，用來引起計算機將多個 視頻流切換到視頻解碼器，所述視頻流的每一個包括幀內編碼和幀間編碼 視頻幀，所述切換代碼還用于接收從所述視頻流的第一個切換到所述視頻 流的第二個的提示，并且響應所述提示，延遲切換到所述視頻流的所述第
二個，直到在所述視頻流的所述第二個里收到幀內編碼視頻幀。
下面通過實例，而不是通過進行限制，來說明無線通信系統的各個
方面，在這些附圖中圖4說明時域中超幀數據結構的一個實例；圖5說明一個超幀中一個媒體邏輯信道的各個協議層的一個實例；
圖6是說明分發網中發射機的一個實例的框圖；
圖7是說明無線通信設備一個實例的框圖；將針對無線多媒體廣播系統描述在整個這一公開中描述的各種技 術。如同這里所使用的一樣，"廣播"和"正在廣播"指的是將多媒體內容 傳送給任意數量的一組用戶，包括廣播、任意播(anycast)、多播、單播、 數據廣播和/或任何其它合適的通信會話。這種廣播系統的一個實例是
Qualcomm的MediaFLO技術。Media-FLO使用專門為高成本效率地將大量 豐富媒體內容多播給無線用戶設計的，基于正交頻分復用(OFDM)的空中 接口。 MediaFLO僅僅是這里描述的類型的多媒體廣播系統的一個實例，還 有其它功能等同的多媒體廣播系統。圖示廣播系統100具有分發中心102，它被用作各個內容提供商104 的訪問點。內容提供商是公司、媒體中心、服務器或者能夠通過廣播系統 100提供內容給大量無線通信設備106的其它實體。來自內容提供商104的 內容常常被叫做服務(service)。服務是一個或多個獨立數據組件的總稱。 服務的每個獨立數據組件被稱為流，可以包括視頻組件、音頻組件、文本 組件、信令組件或者一些其它服務組件。每個流在傳輸流中承載。每個服 務的流都在媒體邏輯信道上通過廣播系統100的物理層傳輸。在這個實例 中，分發中心102負責將媒體流映射到每個媒體邏輯信道，通過分發網絡 108分發到無線通信設備。無線通信設備106可以是移動電話、個人數字助 理(PDA)、移動電視、個人計算機、膝上型計算機、游戲控制臺或者能夠 接收多媒體內容的其它設備。圖2是說明基于預測的視頻流壓縮視頻編碼器200的一個實例的概 念框圖。 一般情況下，視頻編碼器200要在內容提供商處實現，但是也可 以在分發中心或者分發網絡中的任意位置處實現。視頻編碼器200包括減法器204，這個減法器204計算視頻幀和存 儲器206中儲存的基準幀之差。這些差是利用運動估計器208和運動補償 器210在一個宏塊一個宏塊的基礎之上計算出來的。運動估計器208從當 前視頻幀接收宏塊，在存儲器206中為對應宏塊搜索基準幀。 一找到，運 動估計器208就產生運動矢量來代表宏塊在當前視頻幀中相對于它在基準 幀中位置的位移。運動矢量被運動補償器210用來從存儲器206提取來自
基準幀的對應宏塊，然后從來自當前視頻幀的宏塊中將它減去，產生殘留 信息(也就是代表這兩者之差的信息)。殘留信息通過離散余弦變換(DCT)
212被變換成離散空間頻率系數，由量化器214量化，提供給編碼單元216
進行進一步壓縮。視頻編碼器200處理的當前視頻幀應當儲存在存儲器206中，因此 能夠在以后將它用作基準幀。代替簡單地將當前視頻幀復制到存儲器206， 在利用加法器220將它與基準幀的宏塊進行相加之前，量化變換系數由逆 量化器217和逆變換器218處理。這個過程能夠確保存儲器206中儲存的 當前視頻幀的內容與無線通信設備重構的幀相同。圖3說明從視頻編碼器輸出的視頻流的數據結構實例。視頻流300 包括排列成圖像組(GOP) 302的多個視頻幀404。 GOP 302由GOP頭部 306后面并且另一個GOP頭部306前面的所有視頻幀304組成。盡管不是 必需的，GOP層允許解碼器對視頻流的隨機訪問，因為GOP頭部306后面 的第一幀是一個I幀。可以替換地或者另外，解碼器可以通過GOP的I幀 的頭部中包含的RAP信號獲得視頻流。在廣播系統100中移動的無線通信設備106可以被配置成利用合適 的任意無線接口從分發網絡108接收包含一個或多個流的服務。無線接口 一個非限制性的實例使用多個子載波，例如正交頻分復用(OFDM)。 OFDM 是一種多載波調制技術，它有效地將整個系統帶寬劃分成多個(N個)子 載波。這些子載波也稱為音調、頻點、頻道等，以精確的頻率分隔開，以 提供正交性。可以通過調整每個子載波的相位、幅度或者這兩者將內容調 制到子載波上去。通常采用四相移鍵控(QPSK)或正交幅度調制(QAM)， 但是也可以采用其它調制方案。[0034在OFDM無線接口中，通常在超幀中廣播內容。圖4說明時域中超 幀數據結構的一個實例。超幀400包括四幀F1 F4。在四幀F1 F4中廣播 媒體邏輯信道。可以根據有效載荷、在超幀中時隙的可獲得性以及其它可 能因素，在每個超幀400中給每個媒體邏輯信道分配固定或可變數量的時 隙。超幀400中的每個時隙可以包括一個或多個OFDM碼元。 一個OFDM 碼元由N個已調制子載波產生。超幀400還包括TDM導頻404和開銷信 息406。 TDM導頻404可以被無線通信設備用于同步(例如幀檢測、頻率 誤差估計、時序捕獲等)和信道估計。開銷信息406表明每個媒體邏輯信 道在超幀400中的具體位置。 MAC層還對媒體邏輯信道的MAC數據包進行塊編碼，產生Np個 奇偶MAC數據包。奇偶MAC數據包被附加到那塊MAC數據包，產生已 編碼MAC封裝。物理層接收這個已編碼MAC封裝，處理(例如編碼、交 織和碼元映射)每個MAC數據包來產生對應的物理層數據包。數據處理器608還從控制器612接收要在每個超幀的開頭發送的復 合開銷信息。數據處理器608按照復合開銷信息的模式處理復合開銷信息， 產生開銷碼元流。與用于媒體流的相比，用于復合開銷信息的模式通常與 較低碼率和/或較低階調制方案相聯系，以確保復合開銷信息的魯棒接收。信道化器614將數據、開銷和導頻碼元復用到超幀中的時隙。時隙 由調度器610分配。OFDM調制器616將復合碼元流轉換成N個并行流， 并且對N個碼元的每一組進行OFDM調制，產生OFDM碼元流去往模擬 前端(AFE) 606。 AFE 606對OFDM碼元流進行處理(例如轉換成模擬、 濾波、放大和上變頻)，產生已調制信號從天線618廣播。
0043圖7是無線通信設備一個實例的框圖。無線通信設備106包括接收 機702、處理單元704、用戶接口 716和顯示器720。用硬件實現的時候，不論是整體還是部分實現，處理器都可以在一 個或多個專用集成電路(ASIC)、數字信號處理器(DSP)、數字信號處理 裝置(DSPD)、可編程邏輯器件(PLD)、現場可編程門陣列(FPGA)、控 制器、微控制器、狀態機、離散門或者晶體管邏輯、離散硬件組件或者它 們的任意組合中實現，以便獲得這里描述的一些或所有處理器功能。參考圖7，天線706接收分發網中發射機廣播的調制信號，提供接 收信號給接收機702。接收機702對接收信號進行調整、數字化和處理，提 供樣本流給OFDM解調器708。 OFDM解調器708對樣本流進行OFDM解 調，恢復數據、開銷和導頻碼元。控制器714基于收到的導頻碼元導出發 射機600(見圖6)和無線通信設備106之間無線鏈路的信道響應估計。OFDM 解調器708還利用信道響應估計對接收數據和開銷碼元進行相干檢測(例 如均衡或匹配濾波)，提供數據和開銷碼元的估計給去信道化器710。多媒體處理器718啟動用戶選擇的媒體邏輯信道中每個媒體流的解 碼器。例如，典型的服務可能提供信令流、視頻流和音頻流。在這個實例 中，多媒體處理器718可以為每一個啟動解碼器。對于視頻流，解碼器實 現早些時候結合圖2描述的視頻編碼器的逆處理功能。 一開始，視頻解碼 器在視頻流中搜索I幀來開始解碼。在采用GOP層的視頻流中，視頻解碼 器搜索GOP的頭部，開始對跟隨GOP頭部的第一視頻幀進行解碼。也可 以或者另外，視頻解碼器在視頻幀的頭部中搜索RAP信號，找出I幀。一 旦在視頻流中找到I幀，解碼器就開始一個宏塊一個宏塊地對視頻幀進行解 碼。解碼處理用于恢復每個宏塊的變換系數。對變換系數進行逆量化和 逆變換，提取I幀后視頻幀里每個宏塊的殘留信息。利用運動矢量為基準幀 中的對應宏塊從存儲器提取信息，可以恢復視頻幀的像素信息。將視頻幀 的像素信息呈獻給顯示器720供用戶觀看。用戶接口 716可以允許用戶漫游無線通信106上多媒體內容的信 道。當用戶在進行信道漫游時，或者僅僅是選擇新信道時，控制器714利 用下一超幀開頭處廣播的復合開銷信息找出用戶選擇的新服務的媒體邏輯 信道。控制器714隨后通過提醒去信道化器710選擇新媒體邏輯信道中包 含的媒體流的數據和開銷碼元估計，提供被選碼元估計給數據和多媒體處 理器712和718，來切換信道。多媒體處理器718隨后在視頻流中搜索I幀 來開始解碼處理，這會給呈現新內容給顯示器712帶來不希望的延遲。在多媒體處理器718的替換配置中，每個服務的I幀的時序可以在 開銷信道中廣播。例如，超幀中的開銷信息206 (見圖2)可以包括I幀在 每個媒體邏輯信道中的位置。在這個實例中，控制器714能夠訪問復合開 銷信息來找出承載用戶選擇的新服務的媒體邏輯信道，與此同時，確定I 幀的位置。 一確定I幀的時序，控制器714就可以延遲切換到新信道，直到 剛好在I幀到達之前，從而允許多媒體處理器718開始在信道切換之后立即 開始對視頻流進行解碼。最好是每個超幀中都包括每個媒體邏輯信道的I 幀，以縮短信道切換時間，但是這一點不是必須的。
[0054圖9是說明無線通信設備功能的一個實例的框圖。無線通信設備106 包括接收模塊902用于接收多個視頻流，每個視頻流包括幀內編碼和幀間 編碼視頻幀，還包括解碼模塊904用于對視頻解碼。無線通信設備106還 包括切換模塊906用于將視頻流切換到解碼裝置。切換模塊906還用于接 收從第一視頻流切換到第二視頻流的提醒，并且響應這一提醒，延遲切換 到第二視頻流，直到在第二視頻流中收到幀內編碼視頻幀。
[00551提供以上描述的目的是讓本領域技術人員能夠實踐這里描述的各 個實施例。對這些實施例的各種改進對于本領域技術人員而言都是顯而易 見的，這里給出的一般原理可以用于其它實施例。權利要求不限于這里給 出的實施例，而是和語言權利要求的整個范圍一致，其中對單數單元的引
用不是指"一個并且只有一個"，除非專門說明，而是指一個或者多個。整 個這一公開中描述的各個實施例的單元的眾所周知的結構和功能的等同替 換都被結合進來作為參考，包括在權利要求中。此外，這里公開的內容沒 有一樣是專門給公眾而不考慮是不是在權利要求中被明確說到。沒有任何
權利要求單元要按照35 U.S.C. § 112第六段的條款來解釋，除非明確采用
如下方式說到這一單元"用于……的裝置"，或者對于方法權利要求，采 用如下方式"用于……的步驟"。
權利要求
1. 一種無線通信設備，包括接收機，用于接收多個視頻流，每個視頻流包括幀內編碼和幀間編碼視頻幀；視頻解碼器；以及處理單元，用于將所述視頻流切換到所述視頻解碼器，所述處理單元還用于接收從所述視頻流中的第一個切換到所述視頻流中的第二個的提示，并且響應所述提示，延遲切換到所述視頻流的所述第二個，直到在所述視頻流的所述第二個里收到幀內編碼視頻幀。
2. 如權利要求1所述的無線通信設備，其中所述視頻流的所述第二個 里幀內編碼幀的時序為所述處理單元所知。
3. 如權利要求1所述的無線通信設備，其中所述處理單元還用于確定 所述視頻流的所述第二個里幀內編碼幀的時序。
4. 如權利要求3所述的無線通信設備，其中所述接收機還用于接收所 述視頻流的所述第二個里幀內編碼幀的時序的廣播，所述處理單元還用于 從所述廣播確定所述視頻流的所述第二個里所述幀內編碼幀的時序。
5. 如權利要求1所述的無線通信設備，其中所述視頻流是在物理信道 上廣播的，并且其中切換到所述視頻流的所述第二個里的所述延遲，建立 在所述物理信道上所述視頻流的所述第二個里幀內編碼幀的位置的基礎之上。
6. 如權利要求5所述的無線通信設備，其中給所述視頻流的每一個分 配所述物理信道上的邏輯信道，并且其中切換到所述視頻流的所述第二個 里的所述延遲，建立在所述視頻流的所述第二個的所述邏輯信道里幀內編 碼幀的位置的基礎之上。
7. 如權利要求6所述的無線通信設備，其中所述視頻流的所述第二個 的所述邏輯信道里幀內編碼幀的位置為所述處理單元所知。
8. 如權利要求6所述的無線通信設備，其中所述處理單元還用于確定 所述視頻流的所述第二個的所述邏輯信道里所述幀內編碼幀的位置。
9. 如權利要求8所述的無線通信設備，其中所述接收機還用于接收所 述視頻流的所述第二個里所述幀內編碼幀的位置的廣播，所述處理單元還 用于從所述廣播確定所述視頻流的所述第二個里所述幀內編碼幀的位置。
10. —種無線通信設備，包括接收裝置，用于接收多個視頻流，每個視頻流包括幀內編碼和幀間編 碼視頻幀；解碼裝置，用于對視頻解碼；以及切換裝置，用于將所述視頻流切換到所述解碼裝置，所述切換裝置還 用于接收從所述視頻流中的第一個切換到所述視頻流中的第二個的提示， 并且響應所述提示，延遲切換到所述視頻流的所述第二個，直到在所述視 頻流的所述第二個里收到幀內編碼視頻幀。
11. 如權利要求10所述的無線通信設備，其中所述視頻流的所述第二 個里幀內編碼幀的時序為所述切換裝置所知。
12. 如權利要求10所述的無線通信設備，其中所述切換裝置還用于確 定所述視頻流的所述第二個里幀內編碼幀的時序。
13. 如權利要求12所述的無線通信設備，其中所述接收裝置用于接收 所述視頻流的所述第二個里幀內編碼幀的時序的廣播，所述切換裝置還用 于從所述廣播確定所述視頻流的所述第二個里所述幀內編碼幀的時序。
14. 一種通信方法，包括接收多個視頻流，每個視頻流包括幀內編碼和幀間編碼視頻幀； 對所述視頻流的第一個解碼；接收對所述視頻流的第二個進行解碼的提示；以及 響應所述提示，延遲切換到所述視頻流的所述第二個進行解碼，直到 在所述視頻流的所述第二個里收到幀內編碼視頻幀。
15. 如權利要求14所述的方法，其中所述視頻流的所述第二個里幀內 編碼幀的時序是已知的。
16. 如權利要求14所述的方法，還包括確定所述視頻流的所述第二個 里幀內編碼幀的時序。
17. 如權利要求16所述的方法，還包括接收所述視頻流的所述第二個 里幀內編碼幀的時序的廣播，并且其中從所述廣播確定所述視頻流的所述 第二個里所述幀內編碼幀的時序。
18. 如權利要求14所述的方法，其中所述視頻流是在物理信道上廣播 的，并且其中切換到所述視頻流的所述第二個里的所述延遲，建立在所述 物理信道上所述視頻流的所述第二個里幀內編碼幀的位置的基礎之上。
19. 如權利要求18所述的方法，其中給所述視頻流的每一個分配所述 物理信道上的邏輯信道，并且其中切換到所述視頻流的所述第二個里的所 述延遲，建立在所述視頻流的所述第二個的所述邏輯信道里幀內編碼幀的 位置的基礎之上。
20. 如權利要求19所述的方法，其中所述視頻流的所述第二個的所述 邏輯信道里幀內編碼幀的位置是己知的。
21. 如權利要求19所述的方法，其中還包括確定所述視頻流的所述第 二個的所述邏輯信道里所述幀內編碼幀的位置。
22. 如權利要求21所述的方法，還包括接收所述視頻流的所述第二個 里所述幀內編碼幀的位置的廣播，并且其中從所述廣播確定所述視頻流的 所述第二個里所述幀內編碼幀的位置。
23. —種計算機程序產品，包括計算機可讀介質，計算機可讀介質中包括切換代碼，用來引起計算機將多個視頻流切換到視頻解碼器，所述視 頻流的每一個包括幀內編碼和幀間編碼視頻幀，所述切換代碼還用于接收 從所述視頻流的第一個切換到所述視頻流的第二個的提示，并且響應所述 提示，延遲切換到所述視頻流的所述第二個，直到在所述視頻流的所述第 二個里收到幀內編碼視頻幀。
24. 如權利要求23所述的計算機程序產品，其中所述視頻流的所述第 二個里幀內編碼幀的時序通過編程被編入所述切換代碼。
25. 如權利要求23所述的計算機程序產品，其中所述切換代碼還用于 弓1起計算機確定所述視頻流的所述第二個里幀內編碼幀的時序。
26. 如權利要求25所述的計算機程序產品，其中所述切換代碼還用于 引起計算機從所述視頻流的所述第二個里幀內編碼幀的時序的廣播，確定 所述視頻流的所述第二個里所述幀內編碼幀的時序。
27. 如權利要求23所述的計算機程序產品，其中所述視頻流是在物理 信道上廣播的，并且其中所述切換代碼還引起計算機在所述物理信道上所 述視頻流的所述第二個里幀內編碼幀的位置的基礎之上，延遲切換到所述 視頻流的所述第二個。
28. 如權利要求27所述的計算機程序產品，其中給所述視頻流的每一 個分配所述物理信道上的邏輯信道，并且其中所述切換代碼還引起計算機 在所述視頻流的所述第二個的所述邏輯信道里幀內編碼幀的位置的基礎之 上，延遲切換到所述視頻流的所述第二個。
29. 如權利要求28所述的計算機程序產品，其中所述視頻流的所述第 二個的所述邏輯信道里幀內編碼幀的位置通過編程被編入所述切換代碼。
30. 如權利要求28所述的計算機程序產品，其中所述切換代碼還引起 計算機確定所述視頻流的所述第二個的所述邏輯信道里所述幀內編碼幀的位置。
31. 如權利要求30所述的計算機程序產品，其中所述切換代碼還引起 計算機從所述視頻流的所述第二個里所述幀內編碼幀的位置的廣播，確定 所述視頻流的所述第二個里所述幀內編碼幀的位置。
全文摘要
公開了工作于多媒體廣播系統的一種無線通信設備。這種無線通信設備包括接收機，用于接收多個視頻流，每個視頻流包括幀內編碼和幀間編碼視頻幀。這種無線通信設備還包括視頻解碼器，以及用于將所述視頻流切換到所述視頻解碼器的處理單元。所述處理單元還用于接收從所述視頻流中的第一個切換到所述視頻流中的第二個的提示，并且響應所述提示，延遲切換到所述視頻流的所述第二個，直到在所述視頻流的所述第二個里收到幀內編碼視頻幀。
文檔編號H04N5/44GK101390385SQ200780006121
公開日2009年3月18日 申請日期2007年2月21日 優先權日2006年2月21日
發明者G·K·瓦爾克, M·德維科, V·R.·拉韋恩德朗 申請人:高通股份有限公司