BRPI0622169A2

BRPI0622169A2 - recuperaÇço de perda de dados de vÍdeo usando fluxo de baixa taxa de bits em um sistema iptv

Info

Publication number: BRPI0622169A2
Application number: BRPI0622169-6A
Authority: BR
Inventors: Jiwang Dai; John Qiang Li; Alan Jay Stein
Original assignee: Thomson Res Funding Corp
Priority date: 2006-12-20
Filing date: 2006-12-20
Publication date: 2011-12-27
Also published as: WO2008088305A3; KR20090092813A; CN101584221B; US20100046634A1; KR101465813B1; EP2100461A2; WO2008088305A2; CN101584221A; JP2010514346A; US8750385B2; JP4943513B2

Abstract

RECUPERAÇçO DE PERDA DE DADOS DE VÍDEO USANDO FLUXO DE BAIXA TAXA DE BITS EM UM SISTEMA IPTV. Um sistema e método para recuperação de perda de dados estão descritos incluindo monitorar um fluxo de bits de dados de vídeo de primeira taxa de bits para determinar se existe perda ou dano de quadro, multiplexar parâmetros de decodificação de um fluxo de bits de dados de vídeo de segunda taxa de bits, o fluxo de bits de dados de vídeo de segunda taxa de bits e o fluxo de bits de dados de video de primeira taxa de bits, se existir perda ou dano de quadro, demultiplexar o fluxo de bits de dados de vídeo de primeira taxa de bits e o fluxo de bits de dados de vídeo de segunda taxa de bits, decodificar o fluxo de bits de dados de video de primeira taxa de bits, remover quadros danificados do fluxo de bits de dados de vídeo de primeira taxa de bits, decodificar o fluxo de bits de dados de vídeo de segunda taxa de bits, superamostrar quadros do dito fluxo de bits de dados de vídeo de segunda taxa de bits processado se o dito fluxo de bits de dados de vídeo de segunda taxa de bits processado tiver uma menor resolução do que o dito fluxo de bits de dados de vídeo de primeira taxa de bits processado e fundir quadros do fluxo de bits de dados de vídeo de segunda taxa de bits e do fluxo de bits de dados de vídeo de primeira taxa de bits.

Description

"RECUPERAÇÃO DE PERDA DE DADOS DE VÍDEO USANDO FLUXO DE BAIXA TAXA DE BITS EM UM SISTEMA IPTV'

DIREITOS DE LICENÇA DE GOVERNO

O governo dos Estados Unidos tem uma licença integralizada nesta invenção e o direito em circunstâncias limitadas para exigir a propriedade de patente para outras licenças em termos razoáveis tal como permitido pelos termos do contrato No. 70NANB3H3053 con- cedido pelo National Institute of Standards and Technology.

CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção diz respeito a televisão via protocolo de Internet (IPTV) em ge- ral e, em particular, ao uso de um fluxo de bits de baixa taxa de bits para recuperação de perda de dados de vídeo em um sistema IPTV.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Codificadores-decodificadores de vídeo avançados (codificadores/decodificadores), tais como o grupo de especialistas de imagens em movimento (MPEG2) ou codificação a - vançada de vídeo (AVC) H.264, usam predicação intracodificada e intercodificada para al- cançar uma alta taxa de compressão. Uma imagem intercodificada usa informação de outras imagens para compressão. Portanto, a perda de pacote/quadro em uma imagem compacta- da não somente degradará a qualidade da imagem propriamente dita, mas também afetará a qualidade de todas as imagens que usam esta imagem como uma referência para a predi- ção intercodificada. Por exemplo, uma perda de pacote de um quadro I potencialmente pode ter efeitos adversos em todas as imagens nesse grupo de imagens (GOP)/

Em um sistema de difusão de TV digital comercial, fluxos de dados de vídeo são enviados de servidores de transferência em fluxo contínuo de cabeceira através de uma rede de espinha dorsal para diversos comutadores de multidifusão, dos quais fluxos de da- dos de vídeo são multidifundidos para múltiplos aparelhos conversores de sinais residenci- ais, tal como mostrado na figura 1a. A integridade de dados no transporte de espinha dorsal é de alta importância. Qualquer perda de pacote no transporte de espinha dorsal se propa- gará para todos os aparelhos conversores de sinais a jusante tal como mostrado na figura 1b.

Em transferência em fluxo contínuo em tempo real, protocolo de datagrama de usu- ário (UDP) é freqüentemente usado para transportar fluxos. O UDP por si só não garante a qualidade de serviço. Para oferecer alta qualidade de serviços comerciais de vídeo (por e- xemplo, 99,999% do tempo sem erros), a taxa de perda de pacote deve ser muito baixa (menor que 1x10E-6) na rede de espinha dorsal, menos distante do que a taxa de perda de pacote de 1x10E-3 definida no serviço de rede de classe 0 (melhor) na ITU Y.1541. Corre- ção antecipada de erros (FEC) ou uma técnica de retransmissão seletiva pode diminuir sig- nificativamente a taxa de perda de pacote efetiva. Mas em um sistema real, perda de pacote ainda pode ocorrer por vários motivos.

Quando ocorre perda de pacote, é importante reduzir os artefatos de vídeo subjeti- vos apresentados aos usuários finais. Uma técnica de ocultação de erro é normalmente u- sada para esse propósito. As técnicas de ocultação de erro utilizam informação de vizinhos temporais ou espaciais para ocultar os erros nas regiões ou quadros corrompidos. Entretan- to, ocultação de erro de uma maneira geral não tem bom desempenho quando pacotes per- didos incluem dados de quadros de referência (I ou P) ou quando um grande número de quadros consecutivos é totalmente perdido.

Esforços anteriores têm sido feitos para reduzir a taxa de perda de pacote na rede de espinha dorsal de multidifusão. FEC é um modo prático para aumentar significativamente a qualidade de serviço (QoS). Alguns estudos recentes têm focalizado em aperfeiçoar algo- ritmos FEC. Entretanto, FEC forte freqüentemente demanda alta potência de computação e introduz significativa latência adicional no transporte de fluxo de dados de vídeo, enquanto que FEC frágil freqüentemente não têm desempenho adequado para uma interrupção pro- longada (por exemplo, > 2 segundos). FEC adaptativa usa comunicações bidirecionais para ajustar dinamicamente a intensidade da FEC, mas a complexidade do sistema é muito mai- or.

Alguns sistemas IPTV (por exemplo, televisão de serviço máximo (MSTV)) usa re- transmissão para executar recuperação de perda. Existem dois tipos de esquemas de recu- peração de perda de dados de multidifusão, isto é recuperação baseada em fonte e distribu- ída. Os esquemas de recuperação distribuída de perda de dados de multidifusão usualmen- te superam em desempenho os esquemas de recuperação baseada em fonte de perda de dados de vídeo em eficiência e latência de recuperação, ambas as quais são essenciais para multidifusão de vídeo em grande escala. Mas os esquemas de recuperação distribuída de perda exigem componentes de recuperação de perda ativos posicionados em múltiplos nós em diferentes níveis da topologia de rede hierárquica. O esquema de recuperação ba- seada em fonte é mais fácil para implementar e exige menos componentes ativos na rede, mas ele é menos eficiente especialmente em uma aplicação de grande escala. Também, o servidor pode ser inundado por um grande número de solicitações de retransmissão, isto é o problema de implosão de aviso de recebimento negativo (NAK).

Alguns sistemas comerciais que demandam nível de QoS rigoroso usam caminhos redundantes para o transporte de espinha dorsal; um é usado para o caminho primário e o outro é usado como um caminho de recuperação. Um sistema como este tem confiabilidade muito alta, mas o custo em termos de transporte de rede é quase duplicado.

A presente invenção aborda os problemas citados anteriormente.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Na presente invenção, os quadros de dados de vídeo são codificados em um fluxo de bits de dados de vídeo de baixa taxa de bits e um de taxa de bits regular/normal. Tal co- mo usado neste documento, uma T é usada para indicar nomes alternativos para o mesmo componente ou conceito. Estes dois fluxos são transferidos por um servidor de vídeo atra- vés de uma rede de espinha dorsal em dois grupos de multidifusão separados para um ser- vidor proxy, o qual se conecta a um ou mais comutadores de multidifusão, a partir dos quais os fluxos de bits de dados de vídeo são então multidifundidos seletivamente para múltiplos terminais de vídeo (por exemplo, aparelhos conversores de sinais). Sob condições normais, o fluxo de bits de dados de vídeo de baixa taxa de bits não consome qualquer largura de banda do caminho de conexão entre os comutadores de multidifusão e os aparelhos con- versores de sinais.

O servidor proxy monitora a perda de pacote do fluxo de bits de dados de vídeo re- gular. Se um evento de perda de pacote for detectado, o servidor proxy multiplexa os parâ- metros de decodificação do fluxo de bits de dados de vídeo de baixa taxa de bits (por exem- plo, conjunto de parâmetros de seqüência (SPS) e conjunto de parâmetros de imagem (PPS)) e o fluxo de bits de dados de vídeo de baixa taxa de bits que corresponde à parte perdida do fluxo de bits de dados de vídeo de taxa de bits regular no grupo de multidifusão do fluxo de bits de dados de vídeo regular. O aparelho conversor de sinais de recepção de- muItiρIexa então os fluxos de bits de dados de vídeo de baixa taxa de bits e o de taxa de bits regular e usa os quadros decodificados do fluxo de bits de dados de vídeo de baixa taxa de bits para ocultar os quadros perdidos ou danificados no fluxo de bits de dados de vídeo de taxa de bits regular. O mesmo fluxo de bits de dados de vídeo de baixa taxa de bits pode ser usado para mudança rápida de canal e visualização de imagem em imagem ou de mosaico. A visualização de mosaico é como um rafe de fotos. Ela exibe múltiplos (por exemplo, 12) canais de vídeo simultaneamente em uma tela.

Um sistema e método para recuperação de perda de dados estão descritos incluin- do monitorar um fluxo de bits de dados de vídeo de primeira taxa de bits para determinar se existe perda ou dano de quadro, multiplexar parâmetros de decodificação de um fluxo de bits de dados de vídeo de segunda taxa de bits, o fluxo de bits de dados de vídeo de segun- da taxa de bits e o fluxo de bits de dados de vídeo de primeira taxa de bits, se existir perda ou dano de quadro, demultiplexar o fluxo de bits de dados de vídeo de primeira taxa de bits e o fluxo de bits de dados de vídeo de segunda taxa de bits, decodificar o fluxo de bits de dados de vídeo de primeira taxa de bits, remover quadros danificados do fluxo de bits de dados de vídeo de primeira taxa de bits, decodificar o fluxo de bits de dados de vídeo de segunda taxa de bits, superamostrar quadros do dito fluxo de bits de dados de vídeo de se- gunda taxa de bits processado se o dito fluxo de bits de dados de vídeo de segunda taxa de bits processado tiver uma menor resolução do que o dito fluxo de bits de dados de vídeo de primeira taxa de bits processado e fundir quadros do fluxo de bits de dados de vídeo de se- gunda taxa de bits e do fluxo de bits de dados de vídeo de primeira taxa de bits.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOS

A presente invenção é mais bem entendida a partir da descrição detalhada a seguir quando lida em conjunto com os dèsenhos anexos. Os desenhos incluem as figuras seguin- tes descritas resumidamente a seguir:

As figuras 1A e 1B são diagramas esquemáticos de um sistema IPTV de multidifu- são convencional.

As figuras 2A e 2B são exemplos de um fluxo de bits de dados de vídeo de baixa taxa de bits usado para rápidas mudanças de canal.

A figura 3 é um diagrama esquemático de um fluxo de bits de baixa taxa de bits u- sado para recuperar perda de dados no fluxo de bits de dados de vídeo de taxa de bits nor- mal (regular).

A figura 4 ilustra a marcação do início e do final do evento de deterioração de ví- deo/dados.

A figura 5 é um fluxograma do método de detecção de perda executado pelo servi- dor proxy.

A figura 6 é um diagrama esquemático detalhado de um aparelho conversor de si- nais que executa recebimento, demultiplexação, decodificação e recuperação de quadro de fluxo.

A figura 7 é um diagrama esquemático detalhado comparando recuperação de da- dos convencional e recuperação de vídeo de acordo com a presente invenção.

A figura 8 ilustra a vantagem de usar um grupo menor de fluxo de bits de baixa taxa de bits de imagens.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERIDAS

Na presente invenção, uma baixa taxa de bits (por exemplo, 200 Kbps) e pequeno tamanho de GOP (por exemplo, 0,5 s) fluxo de dados de vídeo é codificado e transportado junto com o fluxo de dados de vídeo regular. Os fluxos de vídeo de baixa taxa de bits podem ter uma menor resolução (por exemplo, CIF) ou a mesma resolução, mas menor qualidade de vídeo comparada com o fluxo de vídeo regular. A figura 2A mostra o transporte do fluxo de bits de dados de vídeo regular e do fluxo de bits de dados de vídeo de baixa taxa de bits durante uma mudança de canal e a figura 2B mostra o transporte do fluxo de bits de dados de vídeo regular depois da mudança de canais (nenhum fluxo de bits de dados de vídeo de baixa taxa de bits ao longo do transporte). Também estão mõstrados na figura 2A os qua- dros decodificados do fluxo de bits de dados de vídeo de baixa taxa de bits que são exibi- dos. O transporte dos fluxos de bits de dados de vídeo de taxas de bits regular e baixa pode ser de transmissão simultânea com deslocamento de tempo zero ou de transmissão escalo- nada com um intervalo de tempo fixado ou configurável (por exemplo, 2 segundos). Transmissão escalonada minimiza a probabilidade de que uma pequena falha de rede cau- se perdas de pacote em ambos os fluxos no mesmo tempo de mídia e, portanto, é o método preferido. No cenário de transmissão escalonada, o fluxo de bits de dados de vídeo de baixa taxa de bits pode avançar ou retardar o fluxo regular por um intervalo de tempo (por exem- plo, 2 segundos).

Sob condições normais, os dois fluxos de bits de dados de vídeo são enviados para dois grupos de multidifusão diferentes, de maneira que cada fluxo de bits de dados de vídeo pode ser unido independentemente e usado ou não por usuários finais. Isto reduz a largura de banda no último segmento da rede, o qual está entre o comutador de multidifusão e o aparelho conversor de sinais. Em uma aplicação de linha de assinante digital (DSL), o último segmento é o laço local entre o multiplexador de acesso DSL (DSLAM) e o aparelho conver- sor de sinais, o qual é freqüentemente o gargalo de largura de banda no sistema IPTV. Por- tanto, é importante reduzir o uso de largura de banda DSLAM.

Uma vantagem da presente invenção é que o fluxo de bits de dados de vídeo de baixa taxa de bits pode ser usado para exibição de imagem em imagem (PIP) ou mudança rápida de canal. Nessas aplicações, o fluxo de bits de dados de vídeo de baixa taxa de bits é somente difundido para o STB quando ele é solicitado pelo STB. As figuras 2A e 2B mos- tram transferência em fluxo contínuo na aplicação de mudança de canal.

A presente invenção fornece um servidor proxy residindo entre a rede de espinha dorsal e o comutador de multidifusão. Tanto o fluxo de bits de dados de vídeo de taxa de bits regular quanto o fluxo de bits de dados de vídeo de baixa taxa de bits são recebidos e armazenados temporariamente/armazenados (dispositivo de armazenamento de memória) por um certo período de tempo (por exemplo, 5 segundos) pelo servidor proxy. Os parâme- tros de decodificação (por exemplo, SPS, PPS para fluxos H.264) também são armazena- dos no servidor proxy. O servidor proxy monitora o fluxo de bits de dados de vídeo de taxa de bits regular para qualquer perda de pacote (QOS). Se ele detectar uma perda de pacote ou pacote danificado, o servidor proxy primeiro determinará a etiqueta de data de apresen- tação de mídia que corresponde ao início do evento de deterioração de vídeo (Tb). Em uma codificação de vídeo que não permite imagens B, tal como a codificação de perfil de linha de base H.264, Tb é o tempo de apresentação de mídia do último quadro bom recebido. Em uma codificação de vídeo que tenha imagens B, Tb é o tempo de apresentação de mídia do último quadro B bom recebido se ele estiver codificado como GOP aberto ou do último qua- dro B ou I bom recebido se elé estiver codificado como GOP fechado. A etiqueta de data Tb assinala o início do evento de perda de pacote. O servidor proxy pesquisa então o fluxo de bits de dados de vídeo de baixa taxa de bits armazenado no seu armazenamento temporário local e o fluxo de entrada para o quadro I cuja etiqueta de data é o Tb exatamente anterior. O tamanho de armazenamento temporário no servidor proxy é projetado de maneira que este quadro I pode ser descoberto na maioria dos casos. Depois disso, o servidor proxy en- via os parâmetros de decodificação do fluxo de bits de dados de vídeo de baixa taxa de bits e então retransmite o fluxo de bits de dados de vídeo de baixa taxa de bits partindo desse quadro I para o grupo de multidifusão do fluxo de bits de dados de vídeo de taxa de bits re- gular como um programa diferente, tal como mostrado na figura 3. Deve ser notado que os pacotes de fluxo de bits de dados de vídeo de baixa taxa de bits de "correção" não são inte- grados com o fluxo de bits de dados de vídeo de taxa de bits regular, mas são transferidos como um fluxo separado dentro do grupo de transporte de multidifusão de fluxo de bits de dados de vídeo de taxa de bits regular. A fusão real do fluxo de bits de dados de vídeo de baixa taxa de bits de "correção" com o fluxo de bits de dados de vídeo de taxa de bits regu- lar é executada nos aparelhos conversores de sinais.

O servidor proxy pesquisa então para o final do evento de deterioração de vídeo. A etiqueta de data de apresentação que corresponde ao final do evento de deterioração de vídeo é gravada como Te pelo servidor proxy. O servidor proxy transfere todos os pacotes de fluxo de bits de dados de vídeo de baixa taxa de bits até ele detectar um quadro I de bai- xa taxa de bits cuja etiqueta de data de apresentação é exatamente maior do que Te. Isto assegura que todos os pacotes de fluxo de bits de dados de vídeo de baixa taxa de bits cuja etiqueta de data de apresentação é menor do que Te são transferidos pelo servidor proxy e, portanto, os pacotes de fluxo de bits de dados de vídeo de baixa taxa de bits multiplexados cobrem a parte perdida total do fluxo de bits de dados de vídeo de taxa de bits regular.

O final de perda de pacote de uma maneira geral não significa o final de deteriora- ção de vídeo. Isto é porque que a imagem perdida ou danificada pode ser usada como a imagem de referência pelas imagens seguintes. Em geral, o próximo quadro I bom recebido (para MPEG2 e H.264) ou quadro de taxa de dados intermediária (IDR) (para H.264) no flu- xo de bits de dados de vídeo de taxa de bits regular é considerado como o final do evento de deterioração de vídeo. A figura 4 ilustra o final da etiqueta de data de deterioração de vídeo. Especificamente, no caso A, quadros B não estão codificados no fluxo de bits de da- dos de vídeo de taxa de bits regular e o início do evento de deterioração de vídeo Tb é mar- cado exatamente antes do quadro P precedendo imediatamente os quadros P perdidos i- dentificados. Correspondentemente, o final do evento de deterioração de vídeo Te é marca- do exatamente antes do próximo quadro I.

No caso B, quadros B estão presentes no fluxo de bits de dados de vídeo de taxa de bits regular. Os quadros de vídeo são transferidos em ordem de decodificação. Os qua- dros de fluxo de bits de dados de vídeo de taxa de bits regular perdidos são 18, 20, 22, 32 e 26, os quais são consecutivos na ordem de decodificação. O início do evento de deteriora- ção de vídeo Tb é marcado exatamente antes do quadro B precedendo imediatamente os quadros P perdidos identificados. Correspondentemente, o final do evento de deterioração de vídeo Te é marcado exatamente antes do próximo quadro I. Os quadros de vídeo são apresentados em ordem numérica com os quadros de baixa taxa de bits embutidos na exibi- ção de ordem de apresentação com os quadros de fluxo de bits de dados de vídeo de baixa taxa de bits não em ordem consecutiva na ordem de decodificação.

A figura 5 é um fluxograma do método de detecção de perda de quadros do fluxo de bits de dados de vídeo de taxa de bits regular executado pelo servidor proxy. Uma vez que os quadros perdidos são detectados e o evento de deterioração de vídeo é marcado (Tb, Te), então os quadros de fluxo de bits de dados de vídeo de baixa taxa de bits são mul- tiplexados no fluxo de bits de dados de vídeo de taxa de bits regular. Em 505, um teste é executado para determinar se perda de pacote/quadro foi detectada. Se nenhuma perda de pacote/quadro foi detectada então este procedimento é repetido. Se perda de pacote/quadro tiver sido detectada então, em 510, o início do evento de deterioração de vídeo Tb é marca- do e gravado. Em 515, uma pesquisa para trás é executada. A pesquisa para trás examina o armazenamento temporário para o primeiro quadro I no fluxo de bits de dados de vídeo de baixa taxa de bits com uma etiqueta de data igual ou menor do que Tb. Em 520, um teste é executado se o quadro I no fluxo de bits de dados de vídeo de baixa taxa de bits foi localiza- do. Se o quadro I não foi localizado então o fluxo de bits de dados de vídeo de baixa taxa de bits de entrada é pesquisado para o primeiro quadro I igual ou menor do que Tb em 525. Em 530, um teste é executado para determinar se o quadro I no fluxo de bits de dados de vídeo de baixa taxa de bits foi localizado. Se o quadro I não foi localizado então um teste é execu- tado em 535 para determinar se existe um tempo esgotado. Se também não existir um tem- po esgotado, então o teste é repetido em 525. Se existir um tempo esgotado então o proce- dimento 505 é repetido. Se o quadro I de fluxo de bits de dados de vídeo de baixa taxa de bits foi localizado no procedimento 520, então os quadros de fluxo de bits de dados de vídeo de baixa taxa de bits são multiplexados no fluxo de bits de dados de vídeo de taxa de bits regular em 540. Em 545, um teste é executado para determinar se o final da perda de dete- rioração de vídeo foi detectado. Se o final da perda de deterioração de vídeo não foi detec- tado então o procedimento 540 é repetido. Se o final da perda de deterioração de vídeo foi detectado então uma determinação é feita em 550 do final da etiqueta de data de perda de deterioração de vídeo Te. Um teste é executado em 555 para determinar se a etiqueta de data do último quadro I de fluxo de bits de dados de vídeo de baixa taxa de bits é maior do que Te. Se a etiqueta de data não for maior do que Te continuar então a multiplexar os pa- cotes do fluxo de bits de dados de vídeo de baixa taxa de bits no fluxo de bits de dados de vídeo de taxa de bits regular em 560. Se a etiqueta de data for maior do que Te, parar então multiplexação e repetir o procedimento 505.

A multiplexação do fluxo de bits de dados de vídeo de baixa taxa de bits no grupo de multidifusão de fluxo de bits de dados de vídeo de taxa de bits regular é importante. Isto permite que STBs recebam o fluxo de bits de dados de vídeo de baixa taxa de bits sem soli- citar ativamente por ele. De outro modo, o comando de união de multidifusão (por exemplo, união de protocolo de gerenciamento de grupo de Internet (IGMP)) teria que ser enviado pelo STB para receber o fluxo de bits de dados de vídeo de baixa taxa de bits. O evento de perda de pacote dispararia todos os STBs sintonizados com aquele programa para enviar simultaneamente os comandos de união de multidifusão para o comutador de multidifusão, o qual pode ser inundado por estes comandos. Na presente invenção, os STBs somente re- cebem dados do canal regular. O servidor proxy retransmite ativamente o fluxo de bits de dados de vídeo de baixa taxa de bits no canal regular juntamente com o fluxo de bits de da- dos de vídeo de taxa de bits regular (mas como um programa diferente) quando uma perda ou dano no fluxo de bits de dados de vídeo de taxa de bits regular é detectado. Os STBs recebem ambos os programas pelo canal regular e os demultiplexam em dois programas baseados no número de programas e então os decodifica separadamente, tal como mostra- do na figura 6. O decodificador para o fluxo de bits de dados de vídeo de taxa de bits regular decodifica o fluxo de vídeo e elimina os quadros de vídeo danificados. O módulo de corre- ção de erro funde os quadros de fluxo de bits de dados de vídeo de baixa taxa de bits deco- dificados com o fluxo de bits de dados de vídeo de taxa de bits regular decodificado. Se o fluxo de bits de dados de vídeo de baixa taxa de bits tiver uma menor resolução do que o fluxo de bits de dados de vídeo de taxa de bits regular, o módulo de correção de erro tam- bém executa superamostragem para os quadros de fluxo de bits de dados de vídeo de baixa taxa de bits decodificados de maneira que eles tenham a mesma resolução que os quadros de fluxo de bits de dados de vídeo de taxa de bits regular decodificados.

A figura 7 é um diagrama esquemático detalhado do uso do fluxo de bits de dados de vídeo de baixa taxa de bits usado para recuperar dados perdidos no fluxo de bits de da- dos de vídeo de taxa de bits regular. Especificamente, a figura 7 é uma comparação entre a técnica anterior e a presente invenção. Os quadros de fluxo de bits de dados de vídeo de baixa taxa de bits decodificados são superamostrados para a mesma resolução do fluxo de bits de dados de vídeo de taxa de bits regular se o fluxo de bits de dados de vídeo de baixa taxa de bits tiver uma menor resolução do que o fluxo de bits de dados de vídeo de taxa de bits regular, e usados para substituir ou reparar os quadros perdidos ou danificados no fluxo de bits de dados de vídeo de taxa de bits regular, tal como mostrado na figura 7. Os quadros substituídos ou reparados são então enviados para o dispositivo de exibição. Na técnica anterior a perda de dados causa perda de quadro no fluxo de bits de dados de vídeo de taxa de bits regular. Na presente invenção, a perda de dados é recuperada ao substituir os qua- dros perdidos no fluxo de bits de dados de vídeo de taxa de bits regular por quadros de da- dos de vídeo de baixa taxa de bits.

A vantagem de usar o quadro de fluxo de bits de dados de vídeo de baixa taxa de bits em vez de FEC1 codificação de vídeo escalável de paridade ou espacial como os dados redundantes é que o mesmo fluxo de bits de dados de vídeo de baixa taxa de bits pode ser usado para fluxo de visualização de imagem em imagem, mosaico ou mudança rápida de canal.

É importante que a substituição de quadros danificados ou perdidos do fluxo de bits de dados de vídeo de taxa de bits regular seja executada depois da decodificação. Portanto, a presente invenção não tem que interromper o processo de decodificação de um ou outro fluxo. Também, ele é capaz de substituir um único quadro de fluxo de bits de dados de vídeo de taxa de bits regular sem mudar outros quadros no mesmo GOP.

Também é importante que o tamanho de GOP do fluxo de bits de dados de vídeo de baixa taxa de bits seja menor do que o tamanho do fluxo regular. Quando uma parte do fluxo de bits de dados de vídeo de taxa de bits regular é perdida ou danificada, o servidor proxy somente tem que retransmitir os GOPs correspondentes do fluxo de bits de dados de vídeo de baixa taxa de bits para o STB. A figura 4 caso A mostra que quando quadros B não estão presentes, a duração do evento de deterioração de vídeo pode ser menor do que o tamanho de GOP do fluxo de bits de dados de vídeo de taxa de bits regular. Portanto, "cor- reção" dos quadros de fluxo de bits de dados de vídeo de baixa taxa de bits que necessitam cobrir o período de deterioração pode ser menor do que o tamanho de GOP do fluxo de bits de dados de vídeo de taxa de bits regular. Isto está mostrado na figura 8, onde a parte do fluxo de bits de dados de vídeo de taxa de bits regular que está danificada não está colori- da/sombreada. Somente o G0P4 do fluxo de bits de dados de vídeo de baixa taxa de bits é necessário para recuperação de erro.

É para ser entendido que a presente invenção pode ser implementada em várias formas de hardware, software, firmware, processadores de uso especial, ou em uma combi- nação dos mesmos. Preferivelmente, a presente invenção é implementada como uma com- binação de hardware e software. Além disso, o software é preferivelmente implementado como um programa de aplicação incorporado de modo tangível em um dispositivo de arma- zenamento de programa. O programa de aplicação pode ser carregado e executado por uma máquina compreendendo qualquer arquitetura adequada. Preferivelmente, a máquina é implementada em uma plataforma de computador tendo hardware tal como uma ou mais unidades centrais de processamento (CPU), uma memória de acesso aleatório (RAM), e interface(s) de entrada/saída (l/O). A plataforma de computador também inclui um sistema de operação e código de microinstrução. Os vários processos e funções descritos neste do- cumento podem ser parte do código de microinstrução ou parte do programa de aplicação (ou de uma combinação das mesmas), a qual é executada por meio do sistema de opera- ção. Além do mais, vários outros dispositivos periféricos podem ser conectados à plataforma de computador tais como um dispositivo de armazenamento de dados adicional e um dispo- sitivo de impressão.

É para ser entendido adicionalmente que, por causa de alguns dos componentes de sistema e etapas de método constituintes representados nas figuras anexas serem imple- mentados preferivelmente em software, as conexões reais entre os componentes de sistema (ou as etapas de processo) podem diferir dependendo da maneira na qual a presente inven- ção é programada. Dado os preceitos neste documento, uma pessoa de conhecimento co- mum na técnica relacionada será capaz de contemplar estas implementações ou configura- ções e similares da presente invenção.

Claims

1. Método para recuperação de perda de dados, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: monitorar um fluxo de bits de dados de vídeo de primeira taxa de bits para determi- nar se existe um de perda e dano de quadro; multiplexar parâmetros de decodificação de um fluxo de bits de dados de vídeo de segunda taxa de bits, o dito fluxo de bits de dados de vídeo de segunda taxa de bits e o dito fluxo de bits de dados de vídeo de primeira taxa de bits, se existir um de perda e dano de quadro, em que o dito fluxo de bits de dados de vídeo de segunda taxa de bits tem uma me- nor taxa de bits do que o dito fluxo de bits de dados de vídeo de primeira taxa de bits; demultiplexar o dito fluxo de bits de dados de vídeo de primeira taxa de bits e o dito fluxo de bits de dados de vídeo de segunda taxa de bits; decodificar o dito fluxo de bits de dados de vídeo de primeira taxa de bits para gerar um fluxo de bits de dados de vídeo de primeira taxa de bits processado; remover quadros danificados do dito fluxo de bits de dados de vídeo de primeira ta- xa de bits processado; decodificar o dito fluxo de bits de dados de vídeo de segunda taxa de bits para ge- rar um fluxo de dados de vídeo de segunda taxa de bits processado, em que o dito fluxo de bits de dados de vídeo de segunda taxa de bits processado tem uma menor taxa de bits do que o dito fluxo de bits de dados de vídeo de primeira taxa de bits processado, em que o dito fluxo de bits de dados de vídeo de segunda taxa de bits processado tem uma menor taxa de bits do que o dito fluxo de bits de dados de vídeo de primeira taxa de bits processado; superamostrar quadros do dito fluxo de bits de dados de vídeo de segunda taxa de bits processado se o dito fluxo de bits de dados de vídeo de segunda taxa de bits processa- do tiver uma menor resolução do que o dito fluxo de bits de dados de vídeo de primeira taxa de bits processado; e fundir quadros do dito fluxo de bits de dados de vídeo de segunda taxa de bits pro- cessado e do dito fluxo de bits de dados de vídeo de primeira taxa de bits processado.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito fluxo de bits de dados de vídeo de primeira taxa de bits e o dito fluxo de bits de dados de vídeo de segunda taxa de bits são transmissões simultâneas.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito fluxo de bits de dados de vídeo de primeira taxa de bits e o dito fluxo de bits de dados de vídeo de segunda taxa de bits são transmissões escalonadas.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente: transmitir o dito fluxo de bits de dados de vídeo de primeira taxa de bits para um primeiro grupo de multidifusão; e transmitir o dito fluxo de bits de dados de vídeo de segunda taxa de bits para um segundo grupo de multidifusão.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito fluxo de bits de dados de vídeo de segunda taxa de bits é usado para executar uma mudança rápida de canal.

6. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito fluxo de bits de dados de vídeo de segunda taxa de bits é usado para imagem em imagem.

7. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito fluxo de bits de dados de vídeo de segunda taxa de bits é usado para visualização de mosaico.

8. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente: determinar um início de um evento de deterioração de vídeo; e determinar um final do dito evento de deterioração de vídeo.

9. Método, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente: pesquisar para trás em um elemento de armazenamento de memória e para frente em um fluxo de bits de dados de vídeo de segunda taxa de bits de entrada para localizar um primeiro quadro I antes do dito início do dito evento de deterioração de vídeo; e pesquisar em um dentre o dito elemento de armazenamento de memória e o dito fluxo de bits de dados de vídeo de segunda taxa de bits de entrada para um primeiro quadro I depois do dito final do dito evento de deterioração de vídeo.

10. Método, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito procedimento de multiplexação multiplexa seletivamente um grupo de imagens do dito fluxo de bits de dados de vídeo de segunda taxa de bits correspondendo a um dentre os ditos quadros perdidos e danificados do dito fluxo de bits de dados de vídeo de primeira taxa de bits.

11. Método, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que uma resolução do dito grupo de imagens do dito fluxo de bits de dados de vídeo de segunda taxa de bits é uma de igual e menor que uma resolução do dito grupo de imagens do dito fluxo de bits de dados de vídeo de primeira taxa de bits.

12. Método para recuperação de perda de dados, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: receber um fluxo de bits de dados de vídeo multiplexado em um grupo de multidifu- são; demultiplexar o dito fluxo de bits de dados de vídeo recebido em um fluxo de bits de dados de vídeo de primeira taxa de bits e um fluxo de bits de dados de vídeo de segunda taxa de bits, o dito fluxo de bits de dados de vídeo de segunda taxa de bits compreendendo quadros correspondendo a um de quadros perdidos e danificados do dito fluxo de bits de dados de vídeo de primeira taxa de bits, em que o dito fluxo de bits de dados de vídeo de segunda taxa de bits tem uma menor taxa de bits do que o dito fluxo de bits de dados de vídeo de primeira taxa de bits; e decodificar quadros do dito fluxo de bits de dados de vídeo de segunda taxa de bits para um de substituir e reparar um dentre os ditos quadros perdidos e danificados do dito fluxo de bits de dados de vídeo de primeira taxa de bits.

13. Sistema para recuperação de perda de dados, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: dispositivo para monitorar um fluxo de bits de dados de vídeo de primeira taxa de bits para determinar se existe um de perda e dano de quadro; dispositivo para multiplexar parâmetros de decodificação de um fluxo de bits de da- dos de vídeo de segunda taxa de bits, o dito fluxo de bits de dados de vídeo de segunda taxa de bits e o dito fluxo de bits de dados de vídeo de primeira taxa de bits, se existir um de perda e dano de quadro, em que o dito fluxo de bits de dados de vídeo de segunda taxa de bits tem uma menor taxa de bits do que o dito fluxo de bits de dados de vídeo de primeira taxa de bits; dispositivo para demultiplexar o dito fluxo de bits de dados de vídeo de primeira ta- xa de bits e o dito fluxo de bits de dados de vídeo de segunda taxa de bits; dispositivo para decodificar o dito fluxo de bits de dados de vídeo de primeira taxa de bits para gerar um fluxo de dados de vídeo de primeira taxa de bits processado; dispositivo para remover quadros danificados do dito fluxo de dados de vídeo de primeira taxa de bits processado; dispositivo para decodificar o dito fluxo de bits de dados de vídeo de segunda taxa de bits para gerar um fluxo de dados de vídeo de segunda taxa de bits processado, em que o dito fluxo de bits de dados de vídeo de segunda taxa de bits processado tem uma menor taxa de bits do que o dito fluxo de bits de dados de vídeo de primeira taxa de bits processado; dispositivo para superamostrar quadros do dito fluxo de bits de dados de vídeo dé segunda taxa de bits processado se o dito fluxo de bits de dados de vídeo de segunda taxa de bits processado tiver uma menor resolução do que o dito fluxo de bits de dados de vídeo de primeira taxa de bits processado; e dispositivo para fundir quadros do dito fluxo de dados de vídeo de segunda taxa de bits processado e do dito fluxo de dados de vídeo de primeira taxa de bits processado.

14. Sistema, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito fluxo de bits de dados de vídeo de primeira taxa de bits e o dito fluxo de bits de dados de vídeo de segunda taxa de bits são transmissões simultâneas.

15. Sistema, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito fluxo de bits de dados de vídeo de primeira taxa de bits e o dito fluxo de bits de dados de vídeo de segunda taxa de bits são transmissões escalonadas.

16. Sistema, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente: dispositivo para transmitir o dito fluxo de bits de dados de vídeo de primeira taxa de bits para um primeiro grupo de multidifusão; e dispositivo para transmitir o dito fluxo de bits de dados de vídeo de segunda taxa de bits para um segundo grupo de multidifusão.

17. Sistema, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito fluxo de bits de dados de vídeo de segunda taxa de bits é usado para executar uma mudança rápida de canal.

18. Sistema, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito fluxo de bits de dados de vídeo de segunda taxa de bits é usado para imagem em imagem.

19. Sistema, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito fluxo de bits de dados de vídeo de segunda taxa de bits é usado para visualiza- ção de mosaico.

20. Sistema, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente: dispositivo para determinar um início de um evento de deterioração de vídeo; e dispositivo para determinar um final do dito evento de deterioração de vídeo.

21. Sistema, de acordo com a reivindicação 20, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente: dispositivo para pesquisar para trás em um elemento de armazenamento de memó- ria e para frente em um fluxo de bits de dados de vídeo de segunda taxa de bits de entrada para localizar um primeiro quadro I antes do dito início do dito evento de deterioração de vídeo; e dispositivo para pesquisar em' um dentre o dito elemento de armazenamento de memória e o dito fluxo de bits de dados de vídeo de segunda taxa de bits de entrada para um primeiro quadro I depois do dito final do dito evento de deterioração de vídeo.

22. Sistema, de acordo com a reivindicação 21, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito dispositivo para multiplexação é um dispositivo para multiplexar seletivamente um grupo de imagens do dito fluxo de bits de dados de vídeo de segunda taxa de bits corres- pondendo a um dentre os ditos quadros perdidos e danificados do dito fluxo de bits de da- dos de vídeo de primeira taxa de bits.

23. Sistema, de acordo com a reivindicação 22, CARACTERIZADO pelo fato de que uma resolução do dito grupo de imagens do dito fluxo de bits de dados de vídeo de se- gunda taxa de bits é uma de menor do que e igual a uma resolução do dito grupo de ima- gens do dito fluxo de bits de dados de vídeo de primeira taxa de bits.

24. Aparelho para recuperação de perda de dados, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: dispositivo para receber um fluxo de bits de dados de vídeo multiplexado em um grupo de multidifusão; dispositivo para demultiplexar o dito fluxo de bits de dados de vídeo recebido em um fluxo de bits de dados de vídeo de primeira taxa de bits e um fluxo de bits de dados de vídeo de segunda taxa de bits, o dito fluxo de bits de dados de vídeo de segunda taxa de bits compreendendo quadros correspondendo a quadros perdidos ou danificados do dito fluxo de bits de dados de vídeo de primeira taxa de bits, em que o dito fluxo de bits de dados de vídeo de segunda taxa de bits tem uma menor taxa de bits do que o dito fluxo de bits de dados de vídeo de primeira taxa de bits; e dispositivo para decodificar quadros do dito fluxo de bits de dados de vídeo de se- gunda taxa de bits para substituir um dentre os ditos quadros perdidos e danificados do dito fluxo de bits de dados de vídeo de primeira taxa de bits.