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CN1276367C - 多媒体数据流网络代码转换用的系统 - Google Patents

多媒体数据流网络代码转换用的系统 Download PDF

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CN1276367C CNB991235967A CN99123596A CN1276367C CN 1276367 C CN1276367 C CN 1276367C CN B991235967 A CNB991235967 A CN B991235967A CN 99123596 A CN99123596 A CN 99123596A CN 1276367 C CN1276367 C CN 1276367C
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Abstract

服务提供者节点有在其上运行的活动网络守护程序。用户通过向服务提供者节点发送编码指令，借助服务提供者节点的活动网络能力控制自适应流水线。按照用户送到服务提供者节点的编码指令中包含的控制参数，在服务提供者节点内构建自适应流水线。自适应流水线包括解码和编码级，以及零个或多个中间滤波级。中间级的数目和类型由所指定的流参数的值确定。

Description

多媒体数据流网络代码转换用的系统
技术领域
一般说来，本发明涉及编码转换，更详细地说，涉及多媒体数据流的网络编码转换。
背景技术
分布式多媒体应用要求网络上多个用户的通信支持机制。参见图1，网络节点(驻留在网络上的计算机)的网络通信能力分成彼此接口的几层。这称为网络栈。从网络栈的底部开始，物理网络接口负责接收通过网络线路到来的电子信号。沿着该栈向上走，进一步对网络信号进行解码，并送往下一个栈，直至达到应用层为止。就是在这一层，网络通信量以这样一种方式解释，使一个响应能够通信到网络用户，以满足该用户提出的最终服务请求，诸如对特定多媒体数据流的请求。
这样的网络业务量需要以这样一种形式送到最终系统、网络和最终用户，使得他们能够处理，而同时满足应用所提出的约束。允许高性能站点上得到全质量的多媒体数据页面布局，而同时在另一个最终系统上或许以不同的编码格式提供经过适当滤波的质量较低的页面布局，这样一种服务质量(QOS)机制称为编码转换。但是，当前的编码转换器不能缩放、不能适配，也不灵活。
发明内容
本发明的目的是提供这样一种多媒体数据流网络编码转换用的系统，其中用户可以跨越网络对编码转换资源进行编程，并具有定制的编码转换器，以便可以说话、能够缩放、可以适配，有灵活性。
根据本发明。提供了一种用于对多媒体数据流进行网络编码转换的方法，它包括以下步骤：通过一个活动网络守护程序从网络客户机接收一个限定一个多媒体数据流和多个流参数的服务请求；通过所述活动网络守护程序产生一个流水线网络编码转换器，所述网络编码转换器具有一个解码级和一个编码级，分别适于以所述服务请求中限定的方式进行操作；按照服务请求中的流参数所确定的方式通过所述解码级对所述多媒体数据流进行解码，由此产生解码的多媒体数据流；按照服务请求中的流参数所确定的方式对所述已解码的多媒体数据流进行编码，以此产生编码转换后的多媒体数据流；和把所述编码转换后的多媒体数据流发送给所述网络客户机。
所述流水线网络编码转换器被产生为具有一个滤波级，所述滤波级适于以所述服务请求中限定的方式进行操作；所述网络编码转换方法还包括在所述解码步骤之后按照服务请求中的流参数所确定的方式对所述已解码的多媒体数据流进行滤波的步骤，由此产生解码并滤波后的多媒体数据流，所述解码并滤波后的多媒体数据流输入到所述编码级的步骤。
本发明还提供了一种用于对多媒体数据流进行网络编码转换的设备，包括：一个服务供应商节点，具有一个活动网络守护程序，所述活动网络守护程序用于产生一个具有解码级和编码级的流水线网络编码转换器，所述解码级和所述编码级分别适于以所述服务请求中限定的方式进行操作；通过所述活动网络守护程序从网络客户机接收一个服务请求的装置，所述服务请求含有一个多媒体数据流和多个流参数，所述流参数用于限定由所述活动网络守护程序产生的流水线网络编码转换器中的各个级对所确定的多媒体数据流执行网络编码转换的方式；用于接收所确定的多媒体数据流和将所述多媒体数据流通过到由所述活动网络守护程序产生的一个流水线网络编码转换器的装置，由此所述解码级按照所述服务请求中的流参数所确定的方式对所述多媒体数据流进行解码，所述编码级按照所述服务请求中的流参数所确定的方式对所述已解码的多媒体数据流进行编码，以此产生编码转换后的多媒体数据流；以及把编码转换后的多媒体数据流发送给所述网络客户机用的装置。
所述活动网络守护程序还产生一个具有滤波级的流水线网络编码转换器，所述滤波级适于以所述服务请求中限定的方式进行操作；且所述设备还包括用于将所述已解码的多媒体数据流发送到所述滤波级以滤波的装置，和用于将解码并滤波后的多媒体数据流输入到所述自适应流水线网络编码转换器的编码级的装置。
本发明还提供了一种通过一个网络向一个网络客户机提供一个编码转换的多媒体数据流的方法，所述编码转换的多媒体数据流是多个流参数所限定的期望格式，所述方法包括：通过位于一个服务提供者节点的一个活动网络守护程序从一个网络客户机接收限定了多个流参数的一个服务请求；通过所述活动网络守护程序从一个网络实体接收一个多媒体数据流，所述多媒体数据流的格式与所述期望格式不同；通过所述活动网络守护程序产生具有一个解码级和一个编码级的一个自适应流水线网络编码转换器；通过所述解码级解码所述多媒体数据流，由此产生所述解码的多媒体数据流，所述解码的多媒体数据流具有未编码的格式；以所述服务请求中的流参数所确定的方式对所述解码的多媒体数据流进行编码，由此产生所述编码转换的多媒体数据流；和将所述编码转换的多媒体数据流发送到所述网络客户机。
其中，所述自适应流水线被产生为包括：适于按照所述服务请求中的流参数所确定的方式进行操作的滤波级；且所述方法还包括：在解码步骤之后，按照所述服务请求中的流参数所确定的方式对所述解码的多媒体数据流进行滤波，由此产生解码并滤波后的多媒体数据流，所述解码并滤波后的多媒体数据流是解码的多媒体数据流的滤波后的版本，所述解码并滤波后的多媒体数据流被输入所述编码步骤。
所述流参数指出以下项目中的至少一个：命令类型、端口、介质类型、位速率、帧速率、分辨率、端到端潜伏期、交错、签字、损失百分数、内容识别符、代码类型、滤波器、滤波器参数、预测和主机名。
按照本发明举例说明的推荐的实施例，服务提供者节点具有运行于其上的活动的网络守护程序。用户向服务提供者节点发送编码的指令通过服务提供者节点的活动的网络能力控制自适应流水线。解释网络用户的编码转换请求之后，根据用户向它发来的编码指令中包含的控制参数在服务提供者节点内构建一个自适应流水线。自适应流水线包括带有零个或多个中间滤波级的解码和编码级。中间级的数目和类型由特定流参数的值确定。然后，通过该自适应流水线处理网络用户所请求的多媒体数据流，并将所得的编码转换后的多媒体数据流送往请求它的网络用户。
结合后附的权利要求书和附图阅读时，从以下详细的描述中将会看到本发明的目标、优点和其它新型的特点。
附图说明
图1是网络栈各层的方框图；
图2是按照本发明的网络编码转换用的系统的方框图；而
图3是按照本发明的自适应流水线的方框图。
具体实施方式
参见图1，本发明工作在网络栈的应用层，因而不必改变当前的网络协议，诸如IP(互联网协议)和标准化的分组格式和所用的寻址技术。
参见图2，网络用户10通过网络8发出一个服务请求。常驻在网络8上的服务提供者节点11有一个称为活动网络(AN)守护程序6的程序在运行。AN守护程序6提供一个可编程的开放节点，使得网络用户可以动态地把程序配置到节点引擎中去。服务提供者11截获该请求，该AN守护程序生出一个在多个可用的服务中与所请求的服务对应的子进程5。按照本发明，所请求的服务是编码转换。然后AN守护程序6对服务请求进行解析，并把该服务请求中规定的特定的控制参数装入一个数据结构。该控制参数可以由网络用户指定，并包括，但不限于：
1.命令类型(例如，连接请求)
2.端口(通道识别符)
3.介质类型
4.位速率
5.帧速率
6.分辨率
7.端到端潜伏期
8.交错
9.签字
10.损失百分数
11.内容识别符
12.代码类型
13.滤波器
14.滤波器参数
15.预测
16.主机名
父进程和子进程之间的关系是这样的，父进程(AN守护程序6)和子进程5并发地运行在该网络节点11上，因此可以通过参数相互通信。
子进程5主宰一个自适应流水线4，以便提供编码转换服务。参见图3，自适应流水线4是一组模块组件，每一个组件实现对数据流的一种转换。本推荐实施例中的数据流是送往服务提供者节点11的多媒体数据流，诸如活动图象压缩标准1-4(MPEG-1，MPEG-2，MPEG-4)、静像压缩标准(JPEG)，H.263，H.261，但不限于这些标准。流水线4的头端级是一个编码转换所请求的特定标准用的解码器引擎20，而同时尾端级24是一个准备请求作为编码转换结果的特定标准用的编码器引擎26。中间级22是那些允许调整基带多媒体数据流的质量，以便对该数据流进行编码转换。这些包括，但不限于：水平滤波。垂直滤波、纹式(mosquito)滤波和自适应插值。缓冲区池12，14，16，18满足自适应流水线4特定级的存储器要求。
参见图2，AN守护程序6通过把含有控制参数的数据结构送到主宰该自适应流水线4的子进程5来把控制参数送到自适应流水线4。参见图3，自适应流水线是按照控制参数构建的。子进程调用动作功能，以完成自适应流水线4的解码20、滤波22或编码24级，而这些本身又选择一个适当的功能，以便按照控制参数所规定的编码或解码的代码类型和其它配置对网络用户10所请求的多媒体数据流进行编码转换。这使流水线4本身和流水线的各级能够由规定流参数的值的用户通过网络进行配置。
但是流水线4的中间级22是任选的，而且可以有多于一个中间级。中间级22依要求的滤波量而变，它由上述的流参数指定。在简单的一侧，从MPEG-2到H.263的编码转换要求至少在中间级22进行水平滤波和垂直滤波。在比较复杂的一侧，滤波可以这样彻底，以致某些组合在一个级中装不下，因此把多个组合分解成多个中间级22。例如，若自适应内插属于所请求的滤波类型，而且仍旧要求水平/垂直滤波，则选择是增加另一个中间级。哪种组合装入一级和以何种顺序把活动节点智能装入表中。若用户请求大量的滤波，结果得出多级滤波，因此有更多的端到端潜伏期(Latency)。对于视频会议这是不希望有的，但仅就浏览而言或许是可以接受的。为了作出实时反应，像在视频会议那样，最好请求这样的滤波量，它不是只要求一级，就是根本没有级。这一个滤波级的重要性是它还可以用作同步端口。
按照本推荐实施例，服务提供者节点11的节点操作系统(NodeOS)是流行的实时操作系统REACT，SGI公司提供的IRIX操作系统的扩充，但其它任何一种实时NodeOS均可使用，它有以下的一般特点。REACTNodeOS提供活动/线程映射和对实时帧基调度的支持以及有关上下文的交换。标称周期设为几毫秒，同时对幻影帧注入进行编程，结果是帧边界的弹性行为，这是软实时应用所希望的一种属性，当同一组资源由多个对话期(Session)共享时尤为如此。这个特定的NodeOS提供有限的监视设施，使自适应流水线4可以用于自适应行为。超限(规定的帧边界交叉)状态是所使用的最常见的监视项目。NodeOS还提供系统调用来管理资源的使用。这个输入由许可控制引擎用来限制新通道的组织。
参见图2，然后由自适应流水线4的过程得出的编码转换后的数据流通过网络8送往请求它的网络用户10。按照服务请求中的流参数，该数据与网络用户10所请求的格式一致。
于是，本发明提供一种多媒体数据流网络编码转换用的系统，其中用户通过网络对编码转换资源进行编程，而且具有用户编码转换器，于是可以说话、可以缩放、可以适配，而且灵活。

Claims (9)

1.一种用于对多媒体数据流进行网络编码转换的方法，它包括以下步骤：
通过一个活动网络守护程序从网络客户机接收一个限定一个多媒体数据流和多个流参数的服务请求；
通过所述活动网络守护程序产生一个流水线网络编码转换器，所述网络编码转换器具有一个解码级和一个编码级，分别适于以所述服务请求中限定的方式进行操作；
按照服务请求中的流参数所确定的方式通过所述解码级对所述多媒体数据流进行解码，由此产生解码的多媒体数据流；
按照服务请求中的流参数所确定的方式对所述已解码的多媒体数据流进行编码，以此产生编码转换后的多媒体数据流；和
把所述编码转换后的多媒体数据流发送给所述网络客户机。
2.按照权利要求1的多媒体数据流的网络编码转换方法，其特征在于，所述流水线网络编码转换器被产生为具有一个滤波级，所述滤波级适于以所述服务请求中限定的方式进行操作；所述网络编码转换方法还包括在所述解码步骤之后按照服务请求中的流参数所确定的方式对所述已解码的多媒体数据流进行滤波的步骤，由此产生解码并滤波后的多媒体数据流，所述解码并滤波后的多媒体数据流输入到所述编码级的步骤。
3.按照权利要求1或2的多媒体数据流的网络编码转换方法，其特征在于，所述流参数指出以下项目中的至少一个：命令类型、端口、介质类型、位速率、帧速率、分辨率、端到端潜伏期、交错、签字、损失百分数、内容识别符、代码类型、滤波器、滤波器参数、预测和主机名。
4.一种用于对多媒体数据流进行网络编码转换的设备，它包括：
一个服务供应商节点，具有一个活动网络守护程序，所述活动网络守护程序用于产生一个具有解码级和编码级的流水线网络编码转换器，所述解码级和所述编码级分别适于以所述服务请求中限定的方式进行操作；
通过所述活动网络守护程序从网络客户机接收一个服务请求的装置，所述服务请求含有一个多媒体数据流和多个流参数，所述流参数用于限定由所述活动网络守护程序产生的流水线网络编码转换器中的各个级对所确定的多媒体数据流执行网络编码转换的方式；
用于接收所确定的多媒体数据流和将所述多媒体数据流通过到由所述活动网络守护程序产生的一个流水线网络编码转换器的装置，由此所述解码级按照所述服务请求中的流参数所确定的方式对所述多媒体数据流进行解码，所述编码级按照所述服务请求中的流参数所确定的方式对所述已解码的多媒体数据流进行编码，以此产生编码转换后的多媒体数据流；以及
把编码转换后的多媒体数据流发送给所述网络客户机用的装置。
5.按照权利要求4的用于对多媒体数据流进行网络编码转换的设备，其特征在于，所述活动网络守护程序还产生一个具有滤波级的流水线网络编码转换器，所述滤波级适于以所述服务请求中限定的方式进行操作；且所述设备还包括用于将所述已解码的多媒体数据流发送到所述滤波级以滤波的装置，和用于将解码并滤波后的多媒体数据流输入到所述自适应流水线网络编码转换器的编码级的装置。
6.按照权利要求4或5的用于对多媒体数据流进行网络编码转换的设备，其特征在于，所述流参数指出以下项目中的至少一个：命令类型、端口、介质类型、位速率、帧速率、分辨率、端到端潜伏期、交错、签字、损失百分数、内容识别符、代码类型、滤波器、滤波器参数、预测和主机名。
7.一种通过一个网络向一个网络客户机提供一个编码转换的多媒体数据流的方法，所述编码转换的多媒体数据流是多个流参数所限定的期望格式，所述方法包括：
通过位于一个服务提供者节点的一个活动网络守护程序从一个网络客户机接收限定了多个流参数的一个服务请求；
通过所述活动网络守护程序从一个网络实体接收一个多媒体数据流，所述多媒体数据流的格式与所述期望格式不同；
通过所述活动网络守护程序产生具有一个解码级和一个编码级的一个自适应流水线网络编码转换器；
通过所述解码级解码所述多媒体数据流，由此产生所述解码的多媒体数据流，所述解码的多媒体数据流具有未编码的格式；
以所述服务请求中的流参数所确定的方式对所述解码的多媒体数据流进行编码，由此产生所述编码转换的多媒体数据流；和
将所述编码转换的多媒体数据流发送到所述网络客户机。
8.按照权利要求7的通过一个网络向一个网络客户机提供一个编码转换的多媒体数据流的方法，其特征在于，所述自适应流水线被产生为包括：适于按照所述服务请求中的流参数所确定的方式进行操作的滤波级；
且所述方法还包括：在解码步骤之后，按照所述服务请求中的流参数所确定的方式对所述解码的多媒体数据流进行滤波，由此产生解码并滤波后的多媒体数据流，所述解码并滤波后的多媒体数据流是解码的多媒体数据流的滤波后的版本，所述解码并滤波后的多媒体数据流被输入所述编码步骤。
9.按照权利要求7或8的通过一个网络向一个网络客户机提供一个多媒体数据流的第一版的方法，其特征在于，所述流参数指出以下项目中的至少一个：命令类型、端口、介质类型、位速率、帧速率、分辨率、端到端潜伏期、交错、签字、损失百分数、内容识别符、代码类型、滤波器、滤波器参数、预测和主机名。
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