[发明专利]用于编码和交付视频内容的分布式体系结构

说明书

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。

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”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明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。

背景技术

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HD TV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(content title)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(cache miss)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。

发明内容

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。