本公开涉及用于编码和交付视频内容的分布式体系结构，尤其是提供了一种用于编码视频流的分离式体系结构。源编码器可以编码视频内容流以获得编码的位流和边信息流。边信息流包括表征视频内容流的每一块的速率和/或失真估计函数的信息。同样，每编码模式可以包括不同组的估计函数。编码的位流和边信息流可以被视频转码器接收，其中视频转码器根据客户请求的视频格式和位速率把编码的位流转码为客户请求的画面分辨率。边信息流允许转码器高效和简洁地为其输出位流执行速率控制，其中输出位流被发送到客户端设备。这种分离式体系结构对当前内容交付网络的运营商会尤其有用。
【技术实现步骤摘要】
用于编码和交付视频内容的分布式体系结构本申请是申请日为2013年6月11日、申请号为201380038883.9、题为“用于编码和交付视频内容的分布式体系结构”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术一般地涉及视频内容的压缩和发布，并且具体地，涉及用于编码视频内容的分离式(split)体系结构和在该分离式体系结构中使用的速率控制机制。
技术介绍
对视频流服务的需求无处不在，并且在日益增加。因此，对能够压缩视频内容并通过有线和/或无线网络将视频内容高效地交付到用户设备的方法存在日益增长的需要。例如，对在无线网络中向用户设备(例如，移动设备)交付流视频服务存在巨大的需求。但是，(无线网络的)基站与移动设备之间的空中接口易受无线电干扰，并且由于环境中物体的移动、移动设备的移动、无线电流量的加载和拥塞等等，RF传播的质量动态地改变，因此，在基站与移动设备之间产生变化的信道条件。此外，无线网络中的数据通过RF频谱发送，其中RF频谱是有限的并且昂贵。因此，当信道条件很差时并且当移动设备的屏幕尺寸小于HDTV时，在大多数的位将可能在移动设备被丢弃或放弃的情况下，没有理由用全分辨率和高位速率以一体适用(one-size-fits-all)的位流发送。存在对以下机制的需要：即，以适于RF信道的带宽有限属性以及信道条件的变化性的方式将流视频交付到移动设备的机制。作为另一个例子，对减轻由媒体供应商和内容交付网络在向终端用户交付视频内容中所经受的负担存在需要。内容交付网络(CDN)可以维护高速缓存视频内容标题(contenttitle)并在需要时将内容标题交付给用户的服务器。但是，用户设备一般地具有广泛不同的视频处理能力配置，例如，对画面分辨率和视频格式的不同要求。此外，对于给定的用户设备，随着信道条件的变化，目标位速率会动态地改变。因此，CDN必须维护(或者能够访问)给定内容标题的大量拷贝，即，对用户设备配置和目标位速率的每种可能性组合有一个拷贝。因此，存储器存储成本对于CDN运营商成为问题。而且，当用户设备请求给定的内容标题并且适于所请求的配置和位速率的拷贝在服务器的高速缓存中不存在时，该拷贝必须从中央储存库(repository)(例如，从诸如Netflix或Amazon的媒体供应商)下载。由于内容标题、用户设备配置以及位速率的组合数量非常大，高速缓存缺失(cachemiss)频繁发生，所以需要频繁地从例如服务器群的中央储存库中下载。因此，下载流量的成本对CDN运营商和/或媒体供应商来说成为问题。因此，对能够以成本有效的方式向用户交付视频内容的机制存在需要。视频内容以压缩位流的形式交付给每个用户。视频编码器用于压缩定义视频内容的源视频流。由于源视频序列的动态复杂性，视频编码器通常需要应用速率控制。换句话说，视频编码器需要动态地控制压缩过程，以便控制压缩位流的输出位速率。此外，在流视频服务的环境下，速率控制需要适应性强，以支持根据编码器与远程解码器之间的动态网络条件变化的目标位速率。因此，对能够以计算高效的方式执行速率控制的视频编码器和/或转码器存在需要。
技术实现思路
本文所公开的系统、方法和体系结构可以用在各种各样的环境和应用中。在一个所公开的实施例中，网络边缘转码器可以用来编码并且在无线网络中将数据流传输到用户设备(例如，移动设备)。网络边缘转码器可位于或者靠近(例如，耦合到)基站，并且可以被配置为将高质量和/或高清晰的第一编码视频流转码到为当前正在被服务的移动设备定制(例如，按照诸如画面尺寸、视频格式和位速率的一个或多个因素)的第二编码视频流。此外，网络边缘转码器可以被配置为响应于传输信道的条件变化、接收到的视频质量的变化和/或移动设备配置的变化而动态地控制第二编码视频流的位速率。这些定制和动态控制的能力在无线网络的环境中具有非常大的经济效益。采用这种网络边缘转码器在“网络边缘”定制用户位流的网络体系结构避免了使云中的服务器群负担过重。移动设备可以周期性地向基站发回信息(分析)，使得网络边缘转码器能够相应地实时优化位流，以实现有限RF频谱的最优利用。在一些实施例中，可以有两种类型返回到基站的分析：无线电分析和视频分析。无线电分析和视频分析可以用于，例如，通过边缘转码器和/或基站进行有效的速率控制。无线电分析可以包括接收在移动设备的参考信号的信号强度、功率和质量。无线电分析可以用来确定在给定的信道条件下用于向用户设备进行可靠传输的最优位速率。(基站可以把参考信号嵌入在它向移动设备的传输中，以促进这种测量。)视频分析可以包括缓冲区充满状态或从位流解码过程中检测到的错误率。视频分析可以用来确定在由信道条件所施加的约束下交付最好用户体验所需的最优(通常最小)位速率。用于分析的设计约束可以包括由移动设备执行以产生分析的处理的最小化，以及分析的数据大小的最小化，以节省基站(BS)与移动设备之间的信令带宽。除了节省无线带宽，还期望减少需要从服务器群(持有所有的视频内容)发送到网络边缘的数据量。通过把转码功能转移到网络边缘并且利用在服务器群的视频编码器来产生内容标题的编码版本，无论用于将数据交付到用户设备的通信介质是有线还是无线，它都减少了经由互联网的数据流量以及云服务器的存储需要。如上所述，网络边缘转码器编码编码视频流并且定制用于给定用户设备的特定配置的那个流。编码视频流通过视频编码器从源视频流中产生。视频编码器还可以产生边信息，边信息在网络边缘转码器为用户设备转码编码视频流的行为中减轻了网络边缘转码器上的负担。边信息可以连同编码视频流一起被发送到网络边缘转码器(或使其对网络边缘转码器可用)。在一个公开的实施例中，视频编码器可以包括数字电路系统和传输电路系统。数字电路系统可以被配置为对输入视频流的每一块执行操作，操作包括：(a)接收分别对应于多个编码模式的多个预测残差；(b)变换预测残差以获得用于相应编码模式的相应变换块；及(c)对每个编码模式Mk，利用量化步长q的一个或多个值中的每一个量化用于编码模式Mk的变换块，以获得变换块的一个或多个量化版本，并且处理包括变换块的一个或多个量化版本的数据集合，以获得表征用于编码模式Mk的速率估计函数Rk(q)的主速率建模数据。传输电路系统可以被配置为把边信息流发送到通信介质上，其中边信息流包括用于每个编码模式和用于每一块的主建模数据。在另一个公开的实施例中，视频转码系统可以包括解码器、缩放单元和输出编码器。编码器可以被配置为接收和解码第一编码视频流，以获得解码的视频流。缩放单元可以被配置为把解码的视频流缩放成目标画面分辨率，以便获得缩放的视频流。输出编码器可以被配置为接收与第一编码视频流相关联的边信息流，并且利用边信息流编码缩放的视频流，以便获得第二编码视频流。第一编码视频流可以解释为源视频流的编码版本。边信息流可以包括表征源视频流的属性的元数据。例如，边信息流可以包括表征源视频流中块的速率和/或失真属性的信息。作为另一个例子，边信息可以包括用于源视频流中的块的运动向量。边信息流可以被输出编码器本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于向用户设备交付视频内容的方法，所述方法包括：/n利用速率控制机制来调整拉格朗日乘数，以便使用视频内容项的边信息流对编码的视频流转码，其中根据用户设备的VPC配置来执行所述转码，其中视频内容项的边信息流包括与相应的多个编码模式对应的多个速率信息流，其中假定块预测基于相应的编码模式，则所述多个速率信息流的每个速率信息流RIS
【技术特征摘要】
20120612 US 61/658,7611.一种用于向用户设备交付视频内容的方法，所述方法包括：
利用速率控制机制来调整拉格朗日乘数，以便使用视频内容项的边信息流对编码的视频流转码，其中根据用户设备的VPC配置来执行所述转码，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：M·W·布鲁恩斯，M·B·索尔卡，C·多比斯，M·A·亨特，M·B·多尔，T·K·恩格，
申请(专利权)人：相干逻辑公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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