CN100592802C - 用于动态复用数字流的方法、相应的动态复用设备及接收机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于对在一个信道中以流单元形式传送的数字流进行动态复用的方法，其中每一个所述流单元都带有一个可以用于将其关联于相应数字流的流标识符。标识符与数字流之间的分配关系由一个分配表定义并且能够随时间而变化，由此允许进行动态复用。根据本发明，前述分配表带有一个版本号，并且为了指示所述分配表的版本变化适用于指定的数字流，传送一个带有至少一个版本变化流单元的突发，其中包括所述数字流的当前标识符，可以用于判定流单元是否为版本变化流单元的指示符以及将会适用于所述数字流的版本号。
Description
技术领域
本发明涉及数字流的传输和广播的领域，尤其涉及多媒体应用的传输和广播。
更确切的说，本发明不但涉及一种用于动态复用数字流的方法，而且还涉及相应的信号、复用设备和接收机。
特别地，本发明可以应用于对MPEG2(运动图像专家组)、MPEG4、DVB(数字视频广播)等类型的多媒体数据进行广播的领域。
背景技术
当今，特别是有鉴于要在带宽方面加以节约，因此较为频繁的是在同一个信号中对不同的数字流进行复用。
这种复用可以是预定的，由此其结构在时间上将是恒定的。
此外，复用也可以是动态的；换言之，复用信号的结构会随时间而变化。一般来说，在这种情况下将会定义一个配置表，这个表同样是复用信令的一部分。它可以由一个与复用(称为“带内”信令)或是任何其他装置相同的传输信道来进行传送，其中举例来说，所述表可以由一个名为信令信道的专用信道来传送，其中所述信令信道不同于传输期望数字流的数据信道(称为“带外”信令)。
因此，在MPEG4标准的框架中，一个名为“FlexMuxChannelTable”的配置表(或分配表)基于索引而表明了特定流单元所关联的数字流。这种写入到流单元特定字段之中的索引是在256个比特上编码的。例如，对指定的配置表而言，索引112可以对应于一个音频流，而索引118则对应于一个视频流。
在接收到流单元时，接收机将会查询FlexMuxChannelTable配置表，并且根据流单元索引来确定将应用于所述单元的处理：在先前实例中，FlexMuxChannelTable向接收机指示必须将索引为118的流单元传送到一个视频解码器。
在那些以“多播”模式来进行操作的应用的框架中，这种配置表是周期性发送的(举例来说，在因特网类型的应用的框架中是每秒发送一次)，由此刚刚连接的用户也可以使用所述配置表。
在动态复用的框架中，只要复用结构中发生变化，则发送一个新的分配表。在各个实例中，接收机使用接收到的配置表来确定应用于特定流单元的处理。
然而，这种方法存在着不很健壮这样的不便之处。实际上，如果在分配表传输中出现丢失或出错现象，那么接收机执行的处理将会是不正确的。通过再次使用上文在MPEG4框架中给出的实例，接收机由此可能会将索引为118的流单元切换到一个视频解码器，与此同时，因为网络干扰而未曾接收到的新配置表则显示索引188对应于一个场景描述。
这种突发的损失或恶化是非常频繁的，在受到干扰的网络传输框架中则更是如此。
发明内容
特别地，本发明旨在克服现有技术的这些不便之处。
更具体地说，本发明的一个目的是提供一种对传输环境中可能出现的干扰进行抵抗的健壮的动态数字流复用技术。
本发明的另一个目的是实现这样一种在配置变化方面非常准确并且在通带(或带宽)方面成本效率很高的技术。
本发明的另一个目的是提供一种技术，该技术允许不同的复用流相对于配置改变的时刻而言是独立的。
根据本发明，提供了一种对在一个信道中以流单元形式传送的数字流进行动态复用的方法，其中每一个流单元都带有一个允许将其关联于相应数字流的流标识符，而标识符与数字流之间的分配关系则由一个分配表定义并且能够随时间而变化，从而允许进行动态复用，所述分配表带有一个版本号，其特征在于：为了指示所述分配表的版本变化适合指定的数字流，传送一个带有至少一个版本变化流单元的突发，该版本变化流单元包括：所述数字流的当前标识符；允许判定流单元是版本变化流单元的指示符；将会应用于所述数字流的版本号。
根据本发明，提供了一种用于对在一个信道中以流单元形式传送的数字流执行动态复用的动态复用设备，其中每一个流单元都带有一个允许将其与相应数字流相关联的流标识符，标识符与数字流的分配关系由一个分配表定义并且能够随时间而变化，以便允许进行动态复用，所述分配表带有一个版本号，其特征在于：所述设备包括用于传送一个带有至少一个版本变化流单元的突发以指示所述分配表的版本变化适合指定的数字流的装置，所述版本变化流单元包括：所述数字流的当前标识符；允许判定流单元是版本变化流单元的指示符；将会应用于所述数字流的版本号。
根据本发明，提供了一种用于接收动态复用信号的接收机，所述动态复用信号对应于在一个信道中以流单元形式传送的数字流，其中每一个流单元都带有一个允许将其与相应数字流相关联的流标识符，标识符与数字流的分配关系由一个分配表定义并且能够随时间而变化，以便允许进行动态复用，所述分配表带有一个版本号，其特征在于：传送一个带有至少一个版本变化流单元的突发以指示所述分配表的版本变化适合指定的数字流，所述版本变化流单元包括：所述数字流的当前标识符；允许判定流单元是版本变化流单元的指示符；将会应用于所述数字流的版本号，所述接收机包括用于检测所述突发的装置，以及用于激活所述流上的相应版本变化的装置。
这些目的和下文描述的其他目的都是借助了一种对在单个信道中以流单元形式传送的数字流进行复用的方法来实现的。其中每一个流单元都携带了一个允许将其关联于相应数字流的流标识符，所述标识符与数字流的分配关系是由一个分配表定义的，这种分配关系可以随时间而变化，由此允许进行动态复用。
根据本发明，这个分配表具有一个版本号，以及，为了指示应用于指定数字流的所述分配表的版本变化，发送具有至少一个版本变化流单元的突发，其中包括：
-所述数字流的当前标识符；
-允许判定流单元是版本变化流单元的指示符；
-将应用于所述数字流的版本号。
因此，本发明基于一种方法，对数字流的动态复用来说，该方法是全新并具有创造性的。实际上，本发明一方面基于的是引入配置表版本号，另一方面基于的则是引入那些名为版本变化流单元且携带有复用配置表版本号的虚拟内容元素。这些虚拟内容元素同样具有数字流的当前标识符，并且允许不同的复用流彼此之间相互独立地改变配置。此外，这些版本变化流单元只在配置发生变化的转换阶段中使用，由此本发明的方法不会在通带(或带宽)方面造成很大消耗。
优选地，所述突发包括至少两个连续的版本变化流单元。
由此可以减少版本变化流单元丢失或恶化所固有的风险，这将会使本发明的动态复用方法更为健壮。
非常有利的是，所述突发包含了足够数量的连续版本变化流单元，以便覆盖一个预定干扰窗口，其中在所述窗口中有可能没有正确接收到流单元。
这样一来则缓解了在网络或在传输信道发生干扰的情况下出现的分组(或突发)丢失或恶化的问题，并且确保接收机在配置发生变化的情况下总是知道将要使用的分配表的版本号。实际上，在干扰窗口开端和/或这个窗口的末端之后，将会至少接收到一个版本变化流单元。
在本发明的有利实施例中，所述干扰窗口包含在0.2与1秒之间。
更常见的是，干扰窗口的持续时间取决于网络特性，由此突发的长度是固定的。
优选地，所述指示符是一个字段，它规定了流单元(或已用部分)中期望部分的长度。根据定义，在涉及版本变化流单元的时候，这个值等于零。
因此，版本变化流单元具有与适合成为期望或信息流单元的流单元相同的结构，但是它很容易通过相应字段中的指示由接收机检测，这种流单元具有一个零长度。“真实”内容元素不能具有零长度，由此接收机直接推断出所述内容元素是一个表示配置表版本变化的虚拟内容元素。
根据本发明的一个有利的特性，在版本变化流单元中，版本号写入到所述流单元的已用部分中。
因此，在这里使用信息流单元结构，尤其是为内容元素的已用部分保留的字段，以便插入必须用于所述数字流的分配表版本号；由此，版本变化流单元具有与信息流单元相同的结构并且可以在同一信道中在多路复用内传送。
优选地，至少在传送了所述突发之后的转变阶段传送至少一个其他版本变化流单元。
因此，版本变化流单元可以插入两个信息流单元之间，以便指示必须考虑的在版本变化流单元之后接收的第一非零长度流单元的配置表版本号。
根据第一有利变体，所述分配表是在所述信道中传送的。
这称为“带内”传输。
根据第二有利变体，所述分配表是由所述信道的不同路径传送的。
这称为“带外”传输。
优选地，所述分配表在可以由至少一个所述流使用之前至少传送两次。
由此接收机在版本流变化单元指示它适合至少一个数字流之前接收新配置表的概率将会增加。这促进了本发明的动态复用方法的健壮性。
非常有利的是，版本变化是从在所述突发之后接收的所述流的第一流单元开始应用的。
优选地，所述流属于一个群组，其中包括：
-自然的视听信号；
-人工合成的视听信号；
-二维或三维场景；
-数据的描述信息(通常称之为元数据)；
-访问和许可保护数据。
非常有利的是，这种方法是在MPEG4或MPEG2类型的应用中执行的。
本发明还涉及一种对在一个信道中以流单元形式传送的数字流进行动态复用的信号。其中每一个流单元都携带了一个允许将其关联于相应数字流的流标识符。标识符与数字流的分配关系由一个分配表定义，并且可以随时间而变化，从而允许执行动态复用。
依照本发明，所述分配表携带了一个版本号，此外，为了指示应用于指定数字流的所述分配表的版本变化，所述信号包括具有至少一个版本变化流单元的突发，其中包括：
-所述数字流的当前标识符；
-允许判定流单元是版本变化流单元的指示符；
-将会应用于所述数字流的版本号。
优选地，所述指示符是一个表明流单元(或所用部分)中期望部分长度的字段。依照定义，当包含版本变化流单元时，这个值为零。
非常有利的是，所述信号是在允许传送期望流单元的数据信道上传送的，该信道与允许传送信令数据的信令信道不同。所述版本变化流单元具有与所述期望流单元相同的结构，并且是由所述数据信道传送。
这样一来，版本变化流单元构成一个虚拟内容元素，该元素具有与期望或信息流单元相同结构，并且与后者是经由相同条信道而不是不同信令信道传送的。对版本变化流单元而言，为流单元长度和期望部分分别保留的字段包括：零值(表示包括一个虚拟内容流单元)和适合所述流的分配表的版本号。
优选地，所述信号是借助于上述动态复用方法实施的。
本发明还涉及一种用于对在一个信道中以流单元形式传送的数字流执行动态复用的动态复用设备。其中每一个流单元携带一个允许将其与相应数字流相关联的流标识符。标识符与数字流的分配关系由一个分配表定义，它可以随时间而变化，以便允许进行动态复用。
依照本发明，所述分配表携带了一个版本号，此外，为了指示应用于指定数字流的所述分配表的版本变化，发送至少一个版本变化流单元的突发。所述突发包括：
-所述数字流的当前标识符；
-允许判定流单元是版本变化流单元的指示符；
-将会应用于所述数字流的版本号。
优选地，所述设备执行上述动态复用方法。
非常有利的是，所述设备是如下供应传输装置的：
-经由因特网；和/或
-经由一个DVB网络。
本发明还涉及一种对依照上述动态复用方法所复用的信号进行接收的接收器。
非常有利的是，所述接收机包含用于检测所述突发的装置，以及用于激活所述流的相应版本变化的装置。
附图说明
通过阅读下文中关于优选实施例和附图的描述，可以更为清楚的了解本发明的其它特性和优点，其中所述实施例是作为简单的示范性及非穷举实例给出的，并且其中：
图1描述的是可以有利地应用本发明的动态复用方法的MPEG4类型的应用平台的框图；
图2描述的是可以在如图1的应用平台的框架中实施的分配表的版本变化；
图3a和3b描述的是期望或信息流单元与依照本发明的版本变化流单元的比较结构。
具体实施方式
本发明的一般原理一方面基于的是引入分配表版本号，另一方面基于的是引入那些为指定数字流表示版本变化的虚拟内容元素。
依照图1给出的是处于MPEG4类型的应用平台中的本发明实施例。
这种平台的结构是传统的MPEG4标准的架构，因此在这里只对其进行简要描述。要了解更多信息，读者可以参阅MPEG-4系统标准(ISO/IEC14496-1)。
块1构成了一个数据库，其中保存了多个MPEG4类型的文件并且可以产生本发明允许进行动态复用的多个相关数字流。
更确切地说，在传输过程中，本发明是在用2标引的用于对不同数字流进行同步和复用的块中实施的。在MPEG4的框架中，这个复用块2使用了一种Flexmux复用工具。在朝着用4标引的块的方向上，FlexMux工具的输出是实时完成的，但在朝着用3标引的用于存储的块的方向上，所述输出是在延迟时间中完成的(由此将各种相应的FlexMux文件保存在参考块3中)。
因此，举例来说，在这里使用了MPEG4系统层来对MPEG4音频视频流以及MPEG7数据进行复用和同步，其中所述MPEG7数据描述的是MPEG4视频中的对象分段以及附在不同分段视频对象上的链接。
所述数字复用将会穿越一个用4标引的RTF(实时传送)网络层，然后则经由IP(网际协议)网络5传递到一个用6标引的块，在这里将会根据本地保存的FlexMux文件7并且使用MPEG4标准中的Transmux(复用变换)工具8来对其进行处理，由此确保包含了用于提取MPEG-4信号的RTP协议。
更确切地说，在接收过程中，本发明是在标引为9的块中执行的，其中对接收到的复用信号进行解复用，以便产生多个音频、视频、场景描述乃至元数据基本流101、102、103、104。然后，这些不同的数字流根据其特性和目的地由块11进行处理。
依照图2给出的是在本发明的框架中实施的复用结构，其中包含了允许为数字流或不同内容执行时间上独立的版本变化的版本变化流单元。
为了简化起见，在这里只对具有两个数字流的复用20进行考虑，这两个数字流分别称为内容“A”和内容“B”。然而易于理解的是，在本发明框架中实施的复用通常会包括数量大于2的多个数字流。
信令数据21可以在带外或带内发送。特别地，这些数据包括用于传送配置表(或分配表)231、其版本号232以及当前配置表版本号233的分组221～223。
对内容“A”而言(相应地，对内容“B”而言)，复用20包括用241～247(相应的251～255)标引的多个信息或期望流单元。
依照本发明，为了表明适合内容“A”(相应的“B”)的配置表将会发生变化(在图1实例中是从版本号为i的分配表转变到版本号为i+1的分配表)，在这里将会发送虚拟内容元素或版本变化流单元的一个突发28(相应的29)。应该指出的是，在图1中，虚拟内容元素28、29是由小于信息流单元241～247以及251～255的分组表示的，这象征着这些虚拟内容元素具有零长度。
版本变化单元的突发28、29表明：适用于所述内容“A”、“B”的新分配表携带的是版本号i+1。
因此，对内容“A”(以及相应的B)而言，信息流单元241到244(相应的251到253)引用了版本为i的配置表。并且对内容“A”(相应的“B”)而言，在用26(相应的27)标引的时刻，当版本为i+1的配置表开始考虑后续接收的用245到247(相应的254到255)标引的内容元素时，则针对虚拟内容元素的突发28(相应的29)所进行的接收将会触发。
应该指出的是，相对于内容“A”和“B”而言，可用配置表发生变化的时刻26和27是不同的。因此本发明很有利地允许所复用内容相对于配置变化的时刻而言是独立的。
对指定内容来说，可用配置表的版本变化将会在接收到第一信息流单元245、254的时候得到考虑(也就是在接收到第一非虚拟内容元素的时候)。
此外还应该指出的是，在发送版本变化流单元的突发28和29之前会将版本号为i+1的配置表231发送数次。这样一来，第i+1配置表可以在其可用的时刻26、27之前得到解码。此外，面对传输网络中可能出现的干扰，重复发送这个表可以提高接收机至少执行一次正确接收的可能性。
在图1并未描述的本发明的实施例变体中，在传送了突发28和/或29之后的转变阶段中，至少将一个虚拟内容元素插入到“A”和/或“B”内容中。例如，可以将版本变化流单元插入分组245与246之间，以便表示分配表的版本变化。
在这里较为优选的是选择突发28、29的持续时间大于在复用20所用网络上发现的错误突发的持续时间。这样一来，面对可能出现的网络干扰，通过正确地将分配表在新表可用时刻26、27的版本变化告知接收机，可以确保本发明的复用方法的健壮性。
相对于更为简化的动态复用解决方案而言，依照图1描述的本发明的复用过程具有很多优点，其中，只需要将版本号关联于配置表就已经足够了。
实际上，与只将版本号关联于配置表并且接收机据此监视表的版本号变化，从而仅仅考虑分配表版本号是否不同于先前表的动态复用方法相比，本发明的动态复用方法更为健壮、精确和灵活。实际上，在传输过程中，这种方法会受到可能出现的分配表损失或恶化的影响。此外，对复用的所有数字流来说，配置变化是在同一时间强制执行的，这通常是不符合实际需要的。
相对于在每次发送配置表及其相关版本号时，指定当前配置表版本号的动态复用过程而言，本发明的复用过程还具有若干个优点。相对于这种过程而言，它还显示出了几点优势，这些优势可以在带外信令过程中通过一种将复用配置表的版本号插入每个内容元素或流单元的插入机制来完成。
实际上，如果每一个复用内容元素都携带了复用的配置表的版本号，那么用大小衡量的过载以及由此因为这些版本号所引发的通带拥塞将会变得相当大。实际上，即使所述的流单元不受版本改变的影响，配置表版本号也会存在于各个复用流单元之中，尤其在复用配置不变的长的静态阶段以及复用配置变化阶段。
此外，对那些不强制要将版本号写入各个复用内容元素的带内信令而言，关于配置变化的考虑必然是在同一时刻针对所有复用数字流进行的，而这并未反映出所考虑的多媒体应用类型的需要。
与此相反，本发明的动态复用方法允许复用内容以彼此相互独立的方式改变配置，而不是一起改变配置。
本方法没有由内容元素上的版本号表示所造成的上述与那些用大小衡量的过载有关的不便之处。与之相反，它允许只在实际配置发生变化的转变阶段将版本号引入流单元等级中，并且所述引入对应的仅仅是那些配置特性发生变化的内容元素。
实际上，依照本发明的动态复用过程，在分配表发生变化的转变阶段中，新的可用配置表的版本号是由虚拟内容元素表示的，其所针对的是配置特性变化的复用内容并且是以可能实现的最高精确度实施的。
此外，根据本发明，无论流单元特性是否发生变化，配置表版本号都没有在不同复用流单元的分配稳定阶段中得到表示。此外也没有在改变分配表的转变阶段为配置特性不变的复用流单元指示所述版本号。
因此，相对于所设想的其他更为简化的动态复用过程而言，本发明允许减少复用的总的吞吐量，并且允许独立于复用流的配置变化时刻，此外还提供了可能实现的最高精确度。
现在根据图3a和3b来描述由本发明实施的信息流单元以及版本变化流单元的结构。
非常有利的是，本发明引入的虚拟内容元素具有与实际内容元素相同的结构，并且是在复用中使用同一传输信道传送的。
作为实例，以下描述了MPEG4标准所提出的流单元的情形。
在ISO/14496-1(MPEG4系统)标准的框架中，尤其是对名为FlexMux的复用而言，数字流单元包含了用30到32标引的三个字段，它们分别对应于：
-索引30，通常是在0～255之间编码的，对应于复用信道编号并且允许识别所述的数字流；
-分组长度31；
-内容元素的期望部分32。
本发明建议引入与不在其使用部分32中传送数据的FlexMux分组相对应的虚拟内容元素。这种分组是通过标引为31的长度字段中是否存在零值来表征的，由此使得接收机能够很容易地对其进行检测。此外，它们还在其期望部分32中传送可以应用于由索引30指示的流的另一个分配表(或是用于FlexMuxChannelTable的FMC表)版本号。
Claims (16)
1.一种对在一个信道中以流单元形式传送的数字流进行动态复用的方法，其中每一个流单元都带有一个允许将其关联于相应数字流的流标识符，而标识符与数字流之间的分配关系则由一个分配表定义并且能够随时间而变化，从而允许进行动态复用，所述分配表带有一个版本号，其特征在于：为了指示所述分配表的版本变化适合指定的数字流，传送一个带有至少一个版本变化流单元的突发，该版本变化流单元包括：
-所述数字流的当前标识符；
-允许判定流单元是版本变化流单元的指示符；
-将会应用于所述数字流的版本号。
2.根据权利要求1的动态复用方法，其特征在于：所述突发包括至少两个连续的版本变化流单元。
3.根据权利要求1的动态复用方法，其特征在于：所述突发包括足够数量的连续版本变化流单元，以便覆盖一个有可能没有正确接收到流单元的预定干扰窗口。
4.根据权利要求3的动态复用方法，其特征在于：所述干扰窗口包含在0.2与1秒之间。
5.根据权利要求1的动态复用方法，其特征在于：所述指示符是一个字段，它指示了流单元中期望部分的长度，根据定义，在涉及版本变化流单元的时候，所述值等于零。
6.根据权利要求1的动态复用方法，其特征在于：在版本变化流单元中，版本号写入到所述流单元的期望部分中。
7.根据权利要求1的动态复用方法，其特征在于：在传送了所述突发之后的至少一个转变阶段中，传送至少一个其他版本变化流单元。
8.根据权利要求1的动态复用方法，其特征在于：所述分配表是在所述信道中传送的。
9.根据权利要求1的动态复用方法，其特征在于：所述分配表是通过所述信道的不同路径传送的。
10.根据权利要求1的动态复用方法，其特征在于：所述分配表在可以由至少一个所述流使用之前至少传送两次。
11.根据权利要求1的动态复用方法，其特征在于：版本变化是从在所述突发之后接收的所涉及的流的第一流单元开始应用的。
12.根据权利要求1的动态复用方法，其特征在于：所述流属于一个群组，其中包括：
-自然的视听信号；
-人工合成的视听信号；
-二维或三维场景；
-称为元数据的数据的描述信息；
-访问和许可保护数据。
13.根据权利要求1的动态复用方法，其特征在于：所述方法是在MPEG4或MPEG2类型的应用中执行的。
14.一种用于对在一个信道中以流单元形式传送的数字流执行动态复用的动态复用设备，其中每一个流单元都带有一个允许将其与相应数字流相关联的流标识符，标识符与数字流的分配关系由一个分配表定义并且能够随时间而变化，以便允许进行动态复用，所述分配表带有一个版本号，其特征在于：所述设备包括用于传送一个带有至少一个版本变化流单元的突发以指示所述分配表的版本变化适合指定的数字流的装置，所述版本变化流单元包括：
-所述数字流的当前标识符；
-允许判定流单元是版本变化流单元的指示符；
-将会应用于所述数字流的版本号。
15.根据权利要求14的动态复用设备，其特征在于：所述设备是如下供应传输装置的：
-经由因特网；和/或
-经由DVB网络。
16.一种用于接收动态复用信号的接收机，所述动态复用信号对应于在一个信道中以流单元形式传送的数字流，其中每一个流单元都带有一个允许将其与相应数字流相关联的流标识符，标识符与数字流的分配关系由一个分配表定义并且能够随时间而变化，以便允许进行动态复用，所述分配表带有一个版本号，其特征在于：
传送一个带有至少一个版本变化流单元的突发以指示所述分配表的版本变化适合指定的数字流，所述版本变化流单元包括：
-所述数字流的当前标识符；
-允许判定流单元是版本变化流单元的指示符；
-将会应用于所述数字流的版本号；
所述接收机包括用于检测所述突发的装置，以及用于激活所述流上的相应版本变化的装置。
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