用于接收利用现有数据传输广播的视频内容和服务的方法和设备

摘要

本发明涉及一种用于接收电视运营商向多个接收设备流传输或广播的视频内容和服务的方法，已编码视频内容和服务被分成第一数据流和第二数据流，该方法包括以下步骤：接收在第一传送会话中流传输或广播的第一数据流；接收在第二传送会话中传输的第二数据流，在第一数据流之前传输第二数据流，并且在没有第一数据流的情况下不能够对第二数据流进行解码；将第二数据流记录在接收设备的存储装置中；连续地将第二数据流与第一数据流同步到发送给解码装置的流中。

说明书

技术领域

本发明涉及经由网络的数字内容广播的一般领域。更具体地，本发明涉及一种用于接收电视运营商利用现有(prior)数据传输广播的视频内容和服务的方法和设备。

背景技术

为了提供数字电视服务，电视运营商或广播公司每次根据广播或组播传播原理，通过卫星、有线或无线电广播网络、通过IP宽带网络、或也通过移动网络将视频内容传输至多个客户端。由于终端用户激增提供了极高比特率访问，IP电视(或IPTV)得到了发展。视频广播要求网络上的高比特率。在开放有线(开放互联网类型)或管理(通过自由类型访问供应商)网络上，客户端的访问点的带宽制约所述客户端对于IPTV服务合格性，并且还制约视频内容(例如，高清电视(HDTV))的编码质量。因此，取决于其带宽，客户端根本接收不到电视频道或视频点播服务、或者接收标准质量电视节目、或者接收不同的高清内容。客户端的带宽取决于访问网络的技术特性以及网络的拥塞。对于通过移动网络(例如3G电话技术)的广播，也存在带宽限制问题，带宽方面的约束甚至更高。

提出不同的解决方案来提高个体对于IPTV或VOD的合格性，并且提高广播内容的质量。第一系列解决方案基于图像处理，例如，包括滤波的SD-HD上缩放(upscaling)或数字变焦。然而，这些解决方案提供比得上原始HD内容的普通结果。在网络领域，正开发极高比特率访问。在压缩领域，诸如H.264/MPEG-4AVC(高级视频编码)或H.264/MPEG-4SVC(可缩放视频编码)等标准的使用使得能够提高广播内容的压缩率。SVC还使得能够将传送划分成可以适于不同广播网络能力的不同流，因此提供可以适于接收机的带宽的视频质量。事实上，根据“可缩放性”模型，不同的SVC流与相同内容的不同连续质量等级(分级相关和递增编码)相对应，并且可以在无需增强层的情况下对AVC基本层进行解码。然而，不同的流在网络上同时传输。因此，如果客户端的带宽足以实时接收基本层，则该客户端可以受益于标清的IPTV服务，但是如果客户端的带宽不足以实时接收增强层，则该客户端不能受益于IP-HDTV服务。

在宽带网络上单播传输的上下文中，文献WO 03/04783描述了一种广播音乐的方法，其中将数据流进行划分并且不同时传输。预先传输第一流，然后将其存储在存储器中。实时传输第二流，将该第二流与第一流以某种方式相组合，以实现对音乐片段的实时再现。这种解决方案使得能够克服对于完整流的实时约束，并且使得能够优化实时资源的带宽。同样在单播传输领域，文献US6496980描述了一种利用两个非同时流的单播传输。实时接收基本层，并且提供标准质量。在用户请求时，下载增强层，因此向用户提供具有改进质量的视频内容的新再现的优点。

这些解决方案不能解决宽带网络上电视广播服务的合格性的技术问题，针对该宽带网络，访问点的带宽不能实现质量足以用于视频流的再现的视频流的实时接收。这些解决方案也不能解决实时广播HD电视服务的技术问题，特别是“广播”网络上，或者访问点的带宽不足的宽带网络上的实时广播HD电视服务的技术问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺点中的至少一个缺点。

更具体地，本发明的目的是实现TV或VOD服务的实时IP网络上组播数字广播，而同时限制该服务所需的实时比特率。本发明的目的还实现了改进质量服务(例如，TVHD)的实时数字广播，特别是混合网络(组合了无线电、卫星或有线网络和IP网络)上的实时数字广播，而同时保持基本层质量(例如，SD)的流比特率，并因此优化了同时广播的频道的数目。

在现有技术中，内容在网络上由电视运营商实时广播至多个接收机。本领域还已知，在IP网络上的点到点链路中，可以将内容划分且下载到接收设备上的多个传输会话中。本发明的构思是将实时广播与现有的相同内容下载(特别是在混合网络上)相组合。

为此，本发明涉及一种用于接收电视运营商向多个接收设备流传输或广播的视频内容和服务的方法，已编码视频内容和服务被分成第一数据流和第二数据流，该方法包括以下步骤：接收在第一传送会话中流传输或广播的第一数据流；接收在第二传送会话中传输的第二数据流，在第一数据流之前传输第二数据流，并且在没有第一数据流的情况下不能够对第二数据流进行解码；将第二数据流记录在接收设备的存储装置中；连续地将第二数据流与第一数据流同步到发送给解码装置的流中。

有利地，电视运营商在IP网络上对降低了比特率的第一SVC压缩流进行广播，并且提出预先下载不同增强层。因此对于IPTV服务而言不合格的客户端由于它们网络访问的有限带宽而变得合格。

为了提供HD质量服务，有利地，电视运营商提出例如在广播之前的夜晚期间将根据SVC标准而编码的HD内容的增强层预先下载到客户端的接收设备上。在接收实时流传输的SVC基本层时，接收机将下载的流与实时流同步，有利地，已经预订该服务的客户端受益于例如以SD质量流传输的内容的HD质量。

最后，在混合网络的上下文中，实现了本发明的电视运营商提出了一种通过将IP网络HD增强层下载到已经预订了服务的客户端上的TVHD服务，而同时保留广播网络上的SD广播。因此电视运营商有利地优化了同时广播的频道数目。

根据本发明的具体特性，用于连续地将第二数据流与第一数据流同步的步骤使用与第一数据流相关联且被插入到第一传送会话中的时间戳以及与第二数据流相关联且被插入到第二传送会话中的时间戳。实时流与下载的流之间的规则同步能够通过这些标记来实现，并且特别地，非常适于在例如直接广播商业广播时引入的延迟问题。

根据本发明的另一具体特性，用于连续地将第二数据流与第一数据流同步的步骤使用与每个视频内容和服务相关联的标识符，将该标识符插入到第一传送会话和第二传送会话中。在与多个内容相对应的多个下载的文件之间，该标识符使得能够选择与正广播的流相对应的下载的增强层。有利地，与每个视频内容和服务相关联的标识符从诸如视频内容或服务的标题或视频内容或服务的流传输或广播的理论日期和时间之类的内容特性中导出。

根据本发明的特别有利方面，包括：用于接收视频内容和服务流传输或广播的信令的步骤，该信令包括与第一传送会话和第二传送会话有关的信息。该信息向电视运营商的客户端通知视频流预先下载服务以及要下载的流的选择。

根据本发明的特别有利方面，还包括：用于根据与传送会话有关的这些信令信息来激活第一数据流的接收的步骤。根据另一有利方面，本发明还包括：用于根据与传送会话有关的信令信息或者根据接收设备的用户的选择来激活第二数据流的接收的步骤。该选择在每个内容的要求下或者自动经由用户所预订的预订服务来执行。因此该方法具有自动内容下载并且在预订了预先下载服务的客户端的接收设备中记录的优点。根据另一实施例，该方法具有自动触发由客户端部分下载的内容的现场(live)接收的优点。

最后，根据本发明的特别有利方面，还包括步骤：在第一传送会话中第一数据流传输之后从接收设备的存储装置中删除第二数据流。

附图说明

参照附图，通过实施例和有利实现方式非限制性地更好理解和示意本发明，在附图中：

图1示出了根据特定实施例的接收方法，

图2示出了在根据特定实施例的接收设备中实现的同步步骤，

图3和4示出了根据两个实施例(DVB-IPTV和MPEG2-TS)的数据流的传送分组，

图5示出了包括传输和接收步骤的不同变型在内的广播方法，以及

图6示出了实现本发明的接收设备。

具体实施方式

本发明包括一种方法和设备，其中，客户端预先下载视频流的一部分，接收电视运营商实时广播的流的另一部分，以及将流的两个部分同步，以受益于具有增强质量的电视服务。作为非限制示例，电视运营商广播的视频内容和服务包括记录的电视节目以及“接近(near)”VOD服务。然而，该方法在广播“现场”电视节目时出现事件的情况下不适于“现场”电视节目。与没有实时和带宽约束的情况下下载的内容或服务相反，可以在广播网络上现场或实时地或者同样在流中传输视频内容和服务。根据优选实施例，可以根据包括基本层和增强层的SVC标准对这些视频内容进行压缩，可以根据这些流级别来执行划分。自然，本发明不限于该实施例。一种变型包括将MPEG2-TS视频传送流划分成两个部分，第一部分例如包括TS分组的报头，第二部分包括数据分组。根据另一变型，可以顺序地将内容划分成第一流中的十分之一数据以及第二流中的十分之九数据。因此，第二流不适于单独进行解码，即，不适于在没有第一流的情况下进行解码，这尤其非常适于内容的安全性。然而，在优选实施例中，与所提出的变型相反，有利地可以单独对第一流进行解码，此外，该第一流与当前MPEG4-解码器(MPEG4-AVC)兼容。

图1以图形的方式示出了根据特定实施例的接收方法。将内容划分成被称作第一和第二流的两个流。从开始步骤101，实现第二流的接收步骤102。根据诸如用于单播传输的FTP、HTTP或P2P或者用于单播或组播传输的FLUTE之类的协议，例如通过在互联网型开放网络或访问供应商所管理的网络，在第二传送会话中传输该第二流。在步骤103期间，将第二流记录在接收设备的存储装置中。然后，在第一传送会话中现场传输第一流。根据被称作DVB-IPTV的实施例，该第一会话包括使用适于实时视频服务的RTP协议在访问供应商所管理的网络上流传输的组播。根据被称作DVB-MPEG2-TS的另一实施例，该第一会话包括在无线电、卫星或地面网络上流传输MPEG2-TS传送流。通过将宽带网络领域的下载与无线电、卫星或地面网络领域的广播相组合，本发明特别适合于混合网络的上下文。因此，必须具体在时间戳级别下建立这两个领域之间的统一同步方法。然后实现现场传输的该第一流的接收步骤104。并行地，同步步骤105包括记录的第二流与接收到的第一流的数据之间的组合，并且包括在划分和传送之前增强质量的初始流的重构。因此，在步骤106期间对同步步骤105之后获得的流进行解码，步骤106对接收方法的结束进行标记。

自然，本发明不限于前述实施例。具体地，本发明与传送会话的数目与包括在内容中的传送会话的数目的所有组合相兼容。然而，当实施例使用SVC压缩时，有利地考虑SVC流的分级，在流传输中传输基本层流或低质量流，并且预先下载增强层，以实现基本层或低质量流的独立解码。

图2示出了在根据特定实施例的接收设备中实现的同步步骤，更具体地，图2示出了使用标识符和时间戳来实现该功能。在图2的实施例，对内容进行SVC编码。基于AVC格式，SVC二进制流包括连续的“访问单元”(AC)，每个AU表示给定时间处的唯一视频图像。“网络访问层单元”(NAL)的构思将视频帧的图像条(slice)定义为解码单元。每个NAL与SVC所引入的基本或增强层相对应，并且数个NAL形成AU。图2示出了包括4个流级别的内容，流0与基本层相对应，并且流1、2和3与增强层相对应。例如，根据RTP协议在传送会话201中流传输流0，例如根据RTP协议在另一同时传送会话202中流传输流1，将流2和3以文件203形式记录在接收设备的存储装置中。同步步骤包括对按照1至3编号的不同AU 210进行排序，并且不同的NAL分别包括在部分下载和部分流传输的内容的AU中。

内容广播构成事件E_i。标识符M_i 208与事件E_i相关联，即与每个内容相关联。根据实施例，该标识符从根据散列函数加密的内容的标题中导出。根据变型，该标识符208从节目广播的日期和理论时间中导出。该标识符208使得能够将下载和记录的文件与现场广播流相关联。例如，可以在IP网络上以RTP分组，或者在DVB网络上以MPEG-TS适配(adaption)字段，来在传送会话级别处传输该标识符208。有利地，该标识符208被记录在与下载的文件相关联的元数据中。

根据实施例，与每个流相关联且在传送会话级别处传输的时间差用于同步不同流。在IP网络领域中，文献“RTP Payload Format for SVC Video”(draft-ietf-avt-rtp-svc-15.txt by S.Wenger，Y.-K.Wang，T.Schierl，A.Eleftheriadis，2008年11月3日)提出了一种对不同RTP会话中流传输中所传输的不同SVC流进行同步的技术方案。该方案使用文献“RFC3984：RTP Payload Format for H.264Video”(S.Wenger，M.M.Hannuksela，T.Stockhammer，M.Westerlund，D.Singer，2005年2月)介绍的“对序号进行解码”。在RTP分组中以H264的特定格式来传送该DON信息207。此外，文献“RTP Payload Format for SVC Video”还描述了针对每个AU_j的时间戳(或TS)，在RPT分组的报头206中传送TS_j。TS_j用于对不同传送会话的RTP分组进行排序。然而，根据使用RPT协议传输流或者根据适于实时的协议将流下载到文件中或传输流的不同实施例，技术问题是对来自传送会话的多个SVC流进行同步。因此，根据本发明的特定特性，针对SVC流的每个传送会话的每个AU_j的第一NAL单元中的每一个定义新时间戳RTS_j 209(参考时间戳)。时间戳RTS 209使得能够在201和203中对来自流(流传输或预先下载的流)的不同传送会话的相同AU 210的所有NAL 205进行分组，例如RTS₁和RTS₃。时间戳RTS还使得能够在201和203中对例如附加下载的文件AU和流传输的AU进行排序，例如，RTS₁和RTS₂。定义了这些不同的时间戳。根据包括该时间戳信息的实施例，定义新下载的文件格式和传送流。

因此，图2示出了由3个AU 210组成的流。每个AU 210包括例如使用RTP协议传输的NAL单元205。报头RTP_j 206传送针对每个AU的TS_j。RTP分组传输内容M_i 208的识别信息项、针对每个NAL的DON信息207项、以及针对每个AU的RTS_j信息项。将第一AU的RTS初始化为0。然后以使TS和RTS在新文件格式和传送会话中相关的方式来计算TS和RTS，因此：

TS[AU(j)]-TS[AU(j-1)]＝RTS[AU(j)]-RTS[AU(j-1)]。

根据另一实施例，在宽带IP网络上广播内容，因此提供标准DVB-IPTV(“DVB-IPTV 1.4：Transport of MPEG 2TS Based DVB Services over IP Based Networks”，dTS 102 034 V1.4.1，2008年9月)中所定义的IPTV服务。在该实施例中，第二传送会话(即，文件下载)使用CDS(内容下载服务)技术，确保内容信令和传输。此外，第一传送会话(即，内容流传输)使用RTP协议。

根据特定特性，标识符M_i从DVB-IPTV宽带内容指南中介绍的例如由散列函数压缩的CRID(内容参考标识符)中导出。标识符M_i与CDS信令信息一起传输。

根据特定特性，在RTP分组中传输标识符M_i和RTS时间戳。图3示出了根据DVB-IPTV实施例在流传输中接收到的流的RTP传送分组。定义了新RTP报头格式，该新RTP报头格式包括RTP报头301和由报头301的X比特303填写(complete)的RTP报头扩展302。报头扩展字段302有利地包括标识符字段M_i 305和AU时间戳字段RTS 306。以32比特对这些新字段进行编码。有利地，填写新报头扩展字段302的类型304和长度307。此外，RTP分组适于不同RTP会话中在IP网络上流传输的不同SVC流的同步，具体地，DON字段出现在每个RT分组中。

根据另一实施例，使用标准MPEG2-TS(在ISO/IEC 13818-1：“Information technology-Generic coding of moving pictures and associated audio information：Part 1：Systems”中)在卫星、有线或地面广播网络上广播内容。在该实施例中，第二传送会话(即，文件下载)使用关于MPEG2-TS的技术DSMCC或FLUTE。此外，第一传送会话(即，内容流传输)使用MPEG2的TS传送分组。图4示出了根据DVB-MPEG2-TS实施例的现场接收到的第一流401的MPEG2-TS的传送分组402。TS分组402包括报头403、可选适配字段404以及有用数据405。根据特定特性，标识符M_i 408和时间戳TRS 409在专用于私有数据传送的适配字段403中传输。该字段包括11个附加字节，其中4个字节用于标识符M_i，4个字节用于RTS时间戳。在这种情况下，DON构思在RTP传送情况下的使用并不像在MPEG2-TS传送情况下保留NAL单元的顺序一样。此外，并不与RTP相关地计算RTS，而是与时间戳的存在或者相对于PCR时钟的PTS相关地来计算，使得：

PTS[AU(j)]-PTS[AU(j-1)]＝RTS[AU(j)]-RTS[AU(j-1)]

图5示出了包括传输和接收步骤的不同变型的广播方法。在第一步骤510期间，电视运营商准备针对给定日期和时间的内容的广播，该广播与事件E_i相对应：将视频内容压缩到意在通过至少2个传送会话传输给客户端、被划分成多个部分(或者至少第一流和至少第二流)的二进制流中。第二步骤520包括事件E_i的信令522。事件E_i的信令522包括具有HD_i服务的给定频道上日期和时间处的内容的广播信息，即，与不同传送会话有关的信息。与HD_i服务有关的信息描述了预先下载中可访问的内容的一部分(例如，HD质量)的传输模式。在步骤521中TV运营商准备信令522，并且在步骤523中该信令522由客户端接收。在步骤524期间，客户端对信令信息522进行分析并且为事件E_i选择服务，利用文件下载文件的HD_i，或者包括标准广播而不包括下载的SD_i。在步骤530期间，客户端预订HD_i服务，因此有权在广播之前下载，内容的一部分例如与HD质量相对应。步骤540包括：接收543传送会话中针对HD_i服务的第二数据流542，并且将该流记录544在客户端的接收设备的存储装置中。根据变型实施例，传输和下载文件的协议是CDS、DSMCC、或FLUTE。根据特定特性，步骤540包括使用与第一和第二传输会话有关的信令信息522(具体地，内容广播E_i的日期和时间)从客户端接收设备的待机状态自动激活接收543。根据另一特性，步骤550包括在第一流广播E_i时激活客户端接收563。在步骤560期间，在传送会话中传输针对(例如，标准内容质量的广播的)SD_i服务的第一数据流562。根据各个实施例，该传输使用IP网络(IPTV)或诸如卫星、地面或有线(DVB MPEG2-TS)之类的广播网络。在步骤563期间，接收设备接收第一数据流562。在步骤564期间，接收设备根据第一流的接收在运行中同步先前在第二传送会话中传输的流。标识符M_i适于在记录在设备的存储装置中的流之间选择与E_i的第一流相关联的流。RTS时间戳适于对来自第一流和第二流的数据进行同步。因此，在步骤565期间对重构的流进行解码，并且客户端有利地欣赏到相对于标准广播具有增强质量的内容。最后，在步骤570期间，设备在内容广播之后删除第二数据流，即，在事件E_i之后，无论客户端是否接收到且观看到该事件E_i。

图6示出了实现本发明的接收设备。接收设备例如是连接至网络的数字TV解码器(机顶盒)、连接至IP网络的访问网关、或者在混合网络情况下确保每个网络上的接收的设备。该设备包括用于实现本发明实施例的物理装置，例如处理器610(CPU)、RAM 630和ROM 620、硬盘680和至少一个网络接口640、650(例如，有线、卫星或地面解调器)、IP端口、ADSL解调器或用于移动网络的3G调制解调器)。网络接口适于传送频道660、670上IP网络、电视广播网络、传送频道移动网络上的数据接收。设备将第二数据流存储的在RAM存储器或硬盘中作为包括标识符632M_i、与每个访问单元AU_j 634相关联的时间戳633TS_j的文件。CPU确保网络接口接收到的数据与存储在RAM或硬盘中的数据之间的同步。根据实施例，CPU还确保重构视频流的解码，并且将解码后的内容发送至诸如电视屏幕之类的显示设备。