DE102011107161A1 - Methods and devices for low-delay switching on or switching to a digital video signal - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Sendeverfahren zum Senden eines digitalen, ursprünglich interkodierten Videosignals (11) an ein Empfangsgerät (20), umfassend folgende Schritte, die in einem Server (10) durchgeführt werden:
– Empfangen (200) einer Zugriffsanforderung (300) bezüglich des Videosignals (11);
– Senden (210) mindestens eines intrakodierten Frames (52) eines Streams (51) aus intrakodierten Frames (52) des Videosignals (11).
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Empfangsverfahren zum verzögerungsarmen Empfangen eines digitalen, ursprünglich interkodierten Videosignals (11) von einem Server (10), umfassend folgende Schritte, die in einem Empfangsgerät (20) durchgeführt werden:
– Empfangen (100) einer Zugriffsanforderung (300) bezüglich des Videosignals (11); (10);
– Senden (110) der Zugriffsanforderung (300) an den Server (10);
– Empfangen (120) mindestens eines intrakodierten Frames (52) eines Streams (51) aus intrakodierten Frames des Videosignals (11) von dem Server (10);
– Dekodieren (130) des mindestens einen intrakodierten Frames (52) zu mindestens einem Bildframe (21);
– Anzeigen (140) des mindestens einen dekodierten Bildframes (21) aus dem Stream (51) aus intrakodierten Frames.
Die Erfindung betrifft weiterhin einen Server und ein Empfangsgerät.The invention relates to a transmission method for transmitting a digital, originally inter-coded video signal (11) to a receiving device (20), comprising the following steps, which are carried out in a server (10):
- receiving (200) an access request (300) with respect to the video signal (11);
- transmitting (210) at least one intra-coded frame (52) of a stream (51) of intra-coded frames (52) of the video signal (11).
The invention further relates to a receiving method for delay-receiving a digital, originally inter-coded video signal (11) from a server (10), comprising the following steps performed in a receiving device (20):
- receiving (100) an access request (300) with respect to the video signal (11); (10);
- sending (110) the access request (300) to the server (10);
- receiving (120) at least one intra-coded frame (52) of a stream (51) of intra-coded frames of the video signal (11) from the server (10);
- decoding (130) the at least one intra-coded frame (52) to at least one image frame (21);
Displaying (140) the at least one decoded image frame (21) from the stream (51) of intra-coded frames.
The invention further relates to a server and a receiving device.
Description
Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen, mithilfe derer das Einschalten oder das Umschalten auf ein digitales Videosignal, insbesondere ein MPEG-Fernsehsignal das MPEG oder H.264–kodiert ist, mit einer gegenüber dem Stand der Technik stark reduzierten und für den Zuschauer kaum wahrnehmbaren Verzögerung.The invention relates to methods and devices by means of which switching on or switching to a digital video signal, in particular an MPEG television signal MPEG or H.264-coded, with respect to the prior art greatly reduced and barely perceptible to the viewer delay ,
Im Stand der Technik kommt es bei einer Übertragung von Videosignalen über Multicastkanäle zu einer Zeitverzögerung zwischen dem Moment, in dem der jeweilige Zuschauer das Videosignal anwählt, und dem Moment, in dem dann das Videosignal dem Zuschauer dargestellt wird. Um eine Übertragung eines digitalen Videosignals mit geringer Datenrate zu ermöglichen, wird im Stand der Technik für Videosignalübertragungen wie z. B. DVB (terrestrisch, Satellit) oder IP-Fernsehen eine Kodierung verwendet, die Unterschiede in zeitlich aufeinander folgenden Bildframes berücksichtigt und somit zu einer hohen Kompression führt. Solche Kodierungen sind z. B. MPEG-Kodierung (MPEG-4, MPEG-1, MPEG-2) oder H.264. In bestimmten Abständen wird jedoch ein so genanntes Keyframe gesendet, welches ohne das Wissen über zeitlich benachbarte Frames dekodierbar ist. Die eingangs erwähnte Verzögerung, die sich beim Einschalten oder beim Umschalten auf bzw. zwischen zweier solcher kodierter Videosignale bemerkbar macht, ist unter anderem dem Umstand geschuldet, dass der Empfänger abwarten muss, bis der Multicast Datenstrom ein solches Keyframe liefert, damit die Dekodierung begonnen werden kann. Zudem muss zur Dekodierung solcher interkodierten Videosignale eine Mindestanzahl von Frames dem Dekoder vorliegen, damit dieser die richtige Reihenfolge herstellen und diese richtig geordneten Frames dann dekodieren kann. Hierdurch entsteht auch eine Verzögerungskomponente.In the prior art, transmission of video signals over multicast channels results in a time delay between the moment the particular viewer dials the video signal and the moment the video signal is then presented to the viewer. In order to enable a transmission of a digital video signal with low data rate, in the prior art for video signal transmissions such. As DVB (terrestrial, satellite) or IP television uses a coding that takes into account differences in temporally successive image frames and thus leads to high compression. Such codes are z. As MPEG encoding (MPEG-4, MPEG-1, MPEG-2) or H.264. At certain intervals, however, a so-called keyframe is sent, which can be decoded without the knowledge of temporally adjacent frames. The delay mentioned above, which is noticeable when switching on or switching between two such coded video signals, is partly due to the fact that the receiver has to wait until the multicast data stream delivers such a keyframe so that the decoding can be started can. In addition, for decoding such inter-coded video signals, a minimum number of frames must be present to the decoder so that it can produce the correct order and then decode those properly ordered frames. This also creates a delay component.
In dem Artikel
Nachteilig am Stand der Technik ist, dass entweder lange Verzögerungszeiten beim Umschalten zwischen Videosignalen entstehen. Die Lösung von
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile des Stands der Technik zu verbessern.The object of the present invention is to improve the disadvantages of the prior art.
Die Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen definiert.The object is solved by the independent claims. Advantageous developments are defined in the subclaims.
Insbesondere wird die Aufgabe gelöst durch ein Sendeverfahren zum Senden eines digitalen, ursprünglich interkodierten Videosignals (
- – Empfangen (
200 ) einer Zugriffsanforderung (300 ) bezüglich des Videosignals (11 ); - – Senden (
210 ) mindestens eines intrakodierten Frames (52 ) eines Streams (51 ) aus intrakodierten Frames (52 ) des Videosignals (11 ).
- - Receive (
200 ) an access request (300 ) with respect to the video signal (11 ); - - send (
210 ) at least one intra-coded frame (52 ) of a stream (51 ) from intra-coded frames (52 ) of the video signal (11 ).
Auf diese Weise sendet der Server an das Empfangsgerät zumindest kurzfristig einen Stream aus intrakodierten Frames, die auf der Seite des Empfangsgeräts ohne Verzögerung wegen des Wartens auf ein Keyframe oder des Wartens auf das Umsortieren der Reihenfolge der Frames sofort dekodiert werden können.In this way, the server sends to the receiving device, at least in the short term, a stream of intra-coded frames that can be immediately decoded on the receiving device's side without delay because of waiting for a keyframe or waiting for the sequence of frames to reorder.
Das digitale ursprünglich interkodierte Videosignal ist bevorzugt ein mittels MPEG-Standard (MPEG-1, MPEG-2 oder MPEG-4) oder H.264-Standard kodiertes Videosignal. Bevorzugt handelt es sich um das digitale Videosignal eines TV-Anbieters. Die Quelle dieses Signals liegt bevorzugt im Einflussbereich des TV-Anbieters und dort, in diesem Ursprung ist das Signal derart kodiert, dass verschiedene Frames interkodiert sind, d. h. Abhängigkeiten zeitlich aufeinanderfolgender Frames wurden zur Kompression berücksichtigt.The digital originally inter-coded video signal is preferably a video signal encoded by MPEG standard (MPEG-1, MPEG-2 or MPEG-4) or H.264 standard. Preferably, it is the digital video signal of a TV provider. The source of this signal is preferably in the range of influence of the TV provider and there, in this origin the signal is encoded such that different frames are inter coded, i. H. Dependencies of temporally consecutive frames were considered for compression.
Das Empfangsgerät ist bevorzugt eine Set-Top-Box im Einflussbereich des Fernsehzuschauers und/oder ein in einem Fernsehgerät integrierter TV-Tuner oder Internetempfänger.The receiving device is preferably a set-top box in the sphere of influence of the television viewer and / or a TV tuner or Internet receiver integrated in a television set.
Der Server ist bevorzugt eine Recheneinheit die für die Durchführung eines schnellen Kanalwechsels aufgestellt und programmiert ist. Bevorzugt ist der Server im Einflussbereich des TV-Anbieters, z. B. wird auf demselben Server zum einen das Videosignal enkodiert andererseits das erfindungsgemäße Sendeverfahren durchgeführt. Besonders bevorzugt ist der Server ein zwischen dem TV-Anbieter und dem Empfangsgerät des Zuschauers liegender Server, der einerseits das Videosignal von dem TV-Anbieter empfängt und weiterhin das erfindungsgemäße Verfahren ausführt, damit der Zuschauer am Empfangsgerät dann einen schnellen Kanalwechsel oder ein schnelles Einschalten auf einen Kanal durchführen kann.The server is preferably an arithmetic unit that is set up and programmed to perform a rapid channel change. Preferably, the server is within the sphere of influence of the TV provider, z. B. will open On the other hand, the same server encodes the video signal on the other hand carries out the transmission method according to the invention. Particularly preferably, the server is a lying between the TV provider and the receiver of the viewer server, on the one hand receives the video signal from the TV provider and further performs the inventive method, so that the viewer on the receiver then a quick channel change or a quick turn on can perform a channel.
Eine Zugriffsanforderung ist z. B. das Drücken einer Taste auf der Fernbedienung, welche ein bestimmtes Signal erzeugt, welches eine Information transportiert, dass entweder ein bestimmter Kanal eingeschaltet werden soll oder dass von einem derzeit betrachteten Videosignal auf ein anderes Videosignal umgeschaltet werden soll. Der Server empfängt die Zugriffsanforderung bevorzugt von dem Empfangsgerät. Der Empfang erfolgt z. B. über ein Kabelfernsehnetz, Internet und/oder über eine Funkstrecke.An access request is z. B. pressing a button on the remote control, which generates a particular signal that carries information that either a particular channel is to be turned on or that should be switched from a currently considered video signal to another video signal. The server preferably receives the access request from the receiving device. The reception takes place z. B. via a cable TV network, Internet and / or via a radio link.
Ein intrakodiertes Frame (I-Frame bzw. K-Frame) ist bevorzugt ein Keyframe ohne Information über Frames anderer Zeitpunkte und ist nur aus sich heraus bereits dekodierbar. Es trägt damit die gesamte Information zur Dekodierung alleine in sich. Ein intrakodiertes Frame ist z. B. ein Keyframe eines der oben genannten Codes. Besonders bevorzugt ist es ein MJPEG-Frame.An intra-coded frame (I-frame or K-frame) is preferably a keyframe without information about frames of other times and is already decodable only on its own. It thus carries all the information about decoding in itself. An intra-coded frame is z. For example, a keyframe of any of the above codes. Most preferably, it is an MJPEG frame.
Ein Stream aus intrakodierten Frames ist bevorzugt ein Datenstrom, der ausschließlich aus intrakodierten Frames besteht. Ein solcher Stream ist z. B. ein MJPEG-Stream oder aber ein MPEG- oder H.264-Stream, die jeweils ausschließlich aus Keyframes bestehen, was auch mit diesem Codes (MPEG, H.264) möglich, wenn auch im Stand der Technik unüblich ist. Bevorzugt weist der Stream aus intrakodierten Frames gegenüber einem dem ursprünglich interkodierten Videosignal eine verminderte Qualität, z. B. aufgrund einer verminderter Auflösung oder einer höheren Intra-Kompression der einzelnen Frames, auf, wodurch der Stream aus intrakodierten Frames bandbreitenschonender übertragbar ist, als ein Stream aus I-Frames mit der Qualität, die z. B. ein I-Frame in dem ursprünglich interkodierten Signal aufweist.A stream of intra-coded frames is preferably a data stream consisting exclusively of intra-coded frames. Such a stream is z. As an MJPEG stream or an MPEG or H.264 stream, each consisting exclusively of keyframes, which is also possible with this code (MPEG, H.264), although unusual in the prior art. Preferably, the stream of intra-coded frames has a reduced quality compared to a originally inter-coded video signal, e.g. Due to a reduced resolution or a higher intra-compression of the individual frames, whereby the stream of intra-coded frames is more bandwidth-friendly, than a stream of I-frames with the quality, the z. B. has an I-frame in the originally inter-coded signal.
Das Senden erfolgt bevorzugt über ein Kabelfernsehnetz, und/oder ein Internet und/oder eine Funkstrecke zum Empfangsgerät. Das Senden erfolgt bevorzugt als Unicaststream besonders bevorzugt jedoch als Multicaststream.The transmission preferably takes place via a cable television network, and / or an Internet and / or a radio link to the receiving device. The transmission preferably takes place as a unicast stream, but preferably as a multicast stream.
Ein weiteres erfindungsgemäßes Sendeverfahren umfasst zusätzlich die Schritte:
- – Senden (
220 ) mindestens eines interkodierten Frames eines Streams (31 ) mit interkodierten Frames des Videosignals (11 ); sowie bevorzugt die Schritte: - – Feststellen (
230 ) ob, eine Zeitdauer T abgelaufen ist oder ob eine Bestätigungsnachricht von dem Empfangsgerät (20 ) vorliegt; wenn eine Zeitdauer T abgelaufen ist oder wenn eine Bestätigungsnachricht vorliegt: - – Stoppen (
240 ) des Sendens des Streams (51 ) aus intrakodierten Frames (52 ).
- - send (
220 ) at least one inter-coded frame of a stream (31 ) with inter-coded frames of the video signal (11 ); and preferably the steps: - - Determine (
230 ), whether a time period T has elapsed or whether an acknowledgment message from the receiving device (20 ) is present; if a time period T has expired or if a confirmation message is present: - - To stop (
240 ) of sending the stream (51 ) from intra-coded frames (52 ).
Auf diese Weise wird der Stream aus intrakodierten Frames nur so lange gesendet, bis das Empfangsgerät die interkodierten Frames bevorzugt des per Multicast übertragenen Videosignals dekodieren kann. So wird nur für eine kurze Zeit der bandbreitenintensivere Stream aus intrakodierten Frames gesendet.In this way, the stream of intra-coded frames is only transmitted until the receiving device can decode the inter-coded frames, preferably the multicast-transmitted video signal. Thus, the bandwidth-intensive stream is sent out of intra-coded frames only for a short time.
Ein interkodiertes Frame ist eines, das nicht alleine ohne das Wissen über ein anderes Frame dekodiert werden kann (z. B. ein so genanntes B-Frame oder P-Frame). Der Stream aus interkodierten Frames enthält bevorzugt auch in bestimmten Abständen intrakodierte Frames (z. B. so genannte I-Frames oder K-Frames oder auch Keyframes).An inter-coded frame is one that can not be decoded by itself without the knowledge of another frame (eg, a so-called B-frame or P-frame). The stream of inter-coded frames preferably also contains intra-coded frames at certain intervals (eg so-called I-frames or K-frames or even keyframes).
Die Zeitdauer T ist bevorzugt eine empirisch festgelegte Zeit. Besonders bevorzugt ist die Zeit T fest eingestellt und beträgt dem doppelten, bevorzugt einfachen zeitlichen Äquivalent einer so genannten ”group of pictures (GoP)”, d. h. eine Gruppe von Frames, die unabhängig von einer anderen Gruppe von Frames dekodierbar ist. Besonders bevorzugt ist die Zeit T abhängig von dem Zeitpunkt, an dem die Zugriffsanforderung empfangen wird und dem Zustand des Multicastsstreams, mit interkodierten Bildern. Wenn die Zugriffsanforderung z. B. kurz nach dem Zeitpunkt empfangen wird, zu dem über den Multicaststream des TV-Anbieters ein K-Frame empfangen wurde, ist die Zeit T länger, als wenn die Zugriffsanforderung empfangen wird, kurz bevor das nächste K-Frame des TV-Anbieters erwartet wird.The time period T is preferably an empirically determined time. Particularly preferably, the time T is fixed and is the double, preferably simple time equivalent of a so-called "group of pictures (GoP)", d. H. a group of frames that is decodable independently of another group of frames. Particularly preferably, the time T is dependent on the time at which the access request is received and the state of the multicast stream, with inter-coded pictures. If the access request z. B. is received shortly after the time when a K-frame was received via the TV provider's multicast stream, the time T is longer than when the access request is received, just before the next K-frame of the TV provider expects becomes.
Die Bestätigungsnachricht von dem Empfangsgerät ist bevorzugt ein OK-Vermerk, mit welchem das Empfangsgerät signalisiert, dass nun keine intrakodierten Frames mehr notwendig sind, da bereits auf den Multicaststream mit den interkodierten Frames erfolgreich umgeschaltet werden konnte. Bevorzugt wird mit dem Stream mit interkodierten Frames oder mit dem Stream aus intrakodierten Frames auch eine dazugehörige Tonspur gesendet.The confirmation message from the receiving device is preferably an OK note with which the receiving device signals that now no intra-coded frames are more necessary, since it was already possible to successfully switch to the multicast stream with the inter-coded frames. It is preferred with the stream with inter-coded frames or with the stream of intra-coded frames also sent an associated soundtrack.
Ein weiteres erfindungsgemäßes Sendeverfahren umfasst zusätzlich den Schritt:
- – Dekodieren des mindestens einen interkodierten Frames des Streams (
31 ) mit interkodierten Frames des Videosignals (11 ) zu mindestens einem intrakodierten Frame (52 ).
- Decoding the at least one inter-coded frame of the stream (
31 ) with inter-coded frames of the video signal (11 ) to at least one intra-coded frame (52 ).
Auf diese Weise wird aus dem von dem TV-Anbieter empfangenen Multicaststream ein Stream bestehend aus intrakodierten Frames erstellt. Das Dekodieren umfasst bevorzugt auch ein Enkodieren, z. B. in ein MJPEG-Format oder ein MPEG- oder H.264-Format mit ausschließlich K-Frames. Bevorzugt umfasst das Dekodieren auch ein Unterabtasten (Downsampling) und/oder eine Kompressionsverstärkung zur Verringerung der Qualität. Bevorzugt wird die Verringerung der Qualität bevorzugt abhängig von der im Netz gerade verfügbaren Bandbreite durchgeführt. Z. B. wird, falls zu wenig Bandbreite im Moment zur Verfügung steht, die Qualität der intrakodierten Frames weiter verringert.In this way, a stream consisting of intra-coded frames is created from the multicast stream received by the TV provider. The decoding preferably also includes an encoding, z. In an MJPEG format or an MPEG or H.264 format with only K-frames. Preferably, the decoding also includes subsampling and / or compression gain to reduce quality. Preferably, the reduction in quality is preferably carried out depending on the bandwidth currently available in the network. For example, if too little bandwidth is available at the moment, the quality of the intra-coded frames is further reduced.
Ein weiteres erfindungsgemäßes Sendeverfahren umfasst zusätzlich die Schritte:
- – Zwischenspeichern des mindestens einen interkodierten Frames des Streams (
31 ) mit interkodierten Frames des Videosignals (11 ) in einen Zwischenspeicher; - – Auslesen einer Überbrückungssequenz (
33 ) mit interkodierten Frames aus dem Zwischenspeicher, wobei die Überbrückungssequenz (33 ) mit einem intrakodierten Frame beginnt. - – Senden (
221 ) der Überbrückungssequenz (33 ) mittels einer Burst-Übertragung über eine Unicast-Verbindung zum Empfangsgerät (20 ).
- - buffering the at least one inter-coded frame of the stream (
31 ) with inter-coded frames of the video signal (11 ) in a cache; - - reading a bridging sequence (
33 ) with inter-coded frames from the buffer, the bridging sequence (33 ) begins with an intra-coded frame. - - send (
221 ) of the bridging sequence (33 ) by means of a burst transmission over a unicast connection to the receiving device (20 ).
Auf diese Weise wird eine Reduktion der benötigten Bandbreite beim Umschalten erreicht, da durch die Überbrückungssequenz, die hauptsächlich aus interkodierten Frames besteht, ein Teil der Umschaltverzögerung überbrückt wird und der andere Teil der Umschaltverzögerung, der selbst bei der Überbrückungssequenz aufgrund des Dekodierens und der Umordnung noch notwendig ist, wird durch die erfindungsgemäße Versendung des Streams aus intrakodierten Frames überbrückt.In this way, a reduction of the bandwidth required in the switching is achieved because the bridging sequence, which consists mainly of inter-coded frames, a portion of the switching delay is bridged and the other part of the switching delay, even in the bridging sequence due to the decoding and reordering yet is necessary, is bridged by the inventive transmission of the stream of intra-coded frames.
Bevorzugt weist der Server einen Zwischenspeicher auf, der mindestens zwei GoPs des interkodierten Videosignals vorhält.The server preferably has an intermediate memory which holds at least two GoPs of the inter-coded video signal.
Bevorzugt weist die Überbrückungssequenz analog zu der bevorzugten Ausführung der intrakodierten Frames eine verminderte Qualität, z. B. aufgrund einer verminderten Auflösung oder einer höheren Intra-Kompression der einzelnen Frames, auf, wobei besonders bevorzugt die Qualität in Abhängigkeit der im Moment verfügbaren Bandbreite gewählt wird.Preferably, the bypass sequence, analogous to the preferred embodiment of the intra-coded frames, has a reduced quality, e.g. B. due to a reduced resolution or a higher intra-compression of the individual frames, on, with particular preference the quality is selected depending on the currently available bandwidth.
Bei einer Burst-Übertragung wird im Vergleich zur normalen Übertragung des Videosignals eine höhere Bandbreite verwendet, dies aber nur kurzfristig, und somit wird die Zeit, die für die Übertragung einer bestimmten Anzahl von Frames normalerweise notwendig ist, verkürzt.Burst transmission uses a higher bandwidth compared to the normal transmission of the video signal, but only for a short time, and thus shortens the time normally required to transmit a certain number of frames.
In einem weiteren erfindungsgemäßen Sendeverfahren wird zuerst der folgende Schritt durchgeführt:
- – Senden (
250 ) mindestens eines interkodierten Frames eines Streams (31 ) mit interkodierten Frames eines anderen, zuvor angeforderten Videosignals (12 ).
- - send (
250 ) at least one inter-coded frame of a stream (31 ) with inter-coded frames of another previously requested video signal (12 ).
Auf diese Weise ist das erfindungsgemäße Verfahren in einen Umschaltvorgang integrierbar indem zunächst das Videosignal eines Kanals gesendet wird, und dann auf einen anderen Kanal mittels der vorgenannten Schritte umgeschaltet wird.In this way, the inventive method can be integrated into a switching process by first the video signal of one channel is sent, and then switched to another channel by means of the aforementioned steps.
Die Aufgabe wird weiterhin insbesondere gelöst durch ein Empfangsverfahren zum verzögerungsarmen Empfangen eines digitalen, ursprünglich interkodierten Videosignals (
- – Empfangen (
100 ) einer Zugriffsanforderung (300 ) bezüglich des Videosignals (11 ); - – Senden (
110 ) der Zugriffsanforderung (300 ) an den Server (10 ); - – Empfangen (
120 ) mindestens eines intrakodierten Frames (52 ) eines Streams (51 ) aus intrakodierten Frames des Videosignals (11 ) von dem Server (10 ); - – Dekodieren (
130 ) des mindestens einen intrakodierten Frames (52 ) zu mindestens einem Bildframe (21 ); - – Anzeigen (
140 ) des mindestens einen dekodierten Bildframes (21 ) aus dem Stream (51 ) aus intrakodierten Frames.
- - Receive (
100 ) an access request (300 ) with respect to the video signal (11 ); - - send (
110 ) of the access request (300 ) to the server (10 ); - - Receive (
120 ) at least one intra-coded frame (52 ) of a stream (51 ) from intra-coded frames of the video signal (11 ) from the server (10 ); - - decode (
130 ) of the at least one intra-coded frame (52 ) to at least one image frame (21 ); - - Show (
140 ) of the at least one decoded image frame (21 ) from the stream (51 ) from intra-coded frames.
Auf diese Weise ist z. B. bei einem Einschalt- oder Umschaltvorgang aufgrund der zu dem ursprünglich interkodierten Videosignal zusätzlich gesendeten intrakodierten Frames eine Minimierung der Umschalt- oder Einschaltverzögerung möglich. Das Empfangsgerät muss nicht eine Mindestanzahl von interkodierten Frames empfangen sondern dekodiert die empfangenen intrakodierten Frames sofort ohne das Vorhandensein eines anderen Frames und zeigt sie dem Zuschauer an. In this way, z. B. in a turn-on or switching operation due to the additionally encoded to the original inter-coded video signal intra-coded frames, a minimization of the switching or switch-on delay possible. The receiving device does not have to receive a minimum number of inter-coded frames but decodes the received intra-coded frames immediately without the presence of another frame and displays them to the viewer.
Das Empfangsgerät empfängt die Zugriffsanforderung z. B. von einer Fernbedienung, einem Tastendruck auf einer Tastatur oder einem Bedienelement des Empfangsgeräts oder eines Eingabegeräts dafür.The receiving device receives the access request z. B. from a remote control, a keystroke on a keyboard or a control element of the receiving device or an input device for it.
Das Senden an sowie das Empfangen von dem Server erfolgt bevorzugt über ein Kabelfernsehnetz, besonders bevorzugt das Internet und/oder eine Funkstrecke.The sending to and receiving from the server preferably takes place via a cable television network, particularly preferably the Internet and / or a radio link.
Ein weiteres erfindungsgemäßes Empfangsverfahren umfasst zusätzlich die Schritte:
- – Empfangen (
150 ) mindestens eines interkodierten Frames eines Streams (31 ) mit interkodierten Frames des Videosignals (11 ) von dem Server (10 ) und bevorzugt Speichern des mindestens einen interkodierten Frames in einen Videopuffer (30 ); - – Feststellen (
160 ), ob ausreichend interkodierte Frames für eine Dekodierung vorliegen; wenn ausreichend interkodierte Frames für eine Dekodierung vorliegen, zusätzlich umfassend die Schritte: - – Dekodieren (
170 ) der vorhandenen interkodierten Frames zu Bildframes (21 ); - – Anzeigen (
180 ) der dekodierten Bildframes (21 ) aus dem Stream (31 ) mit interkodierten Frames und bevorzugt - – Senden einer Bestätigungsnachricht an den Server (
10 ).
- - Receive (
150 ) at least one inter-coded frame of a stream (31 ) with inter-coded frames of the video signal (11 ) from the server (10 ) and preferably storing the at least one inter-coded frame into a video buffer (30 ); - - Determine (
160 ), whether there are enough inter-coded frames for decoding; if there are enough inter-coded frames for decoding, additionally comprising the steps: - - decode (
170 ) of the existing inter-coded frames to image frames (21 ); - - Show (
180 ) of the decoded image frames (21 ) from the stream (31 ) with inter-coded frames and preferred - - Sending a confirmation message to the server (
10 ).
Auf diese Weise empfängt das Empfangsgerät den Multicaststream des TV-Anbieters und der normale Prozess des Vorbereitens der Anzeige der Bi1dframes aus diesem Multicaststream inklusive des Vorpufferns und Dekodierens sobald ausreichend Frames in dem Puffer vorliegen wird gestartet. Bevorzugt wird auf diese Weise nahtlos von der Anzeige der aus dem Stream aus intrakodierten Frames dekodierten Bildframes auf die Anzeige der dekodierten Bildframes aus dem Stream mit interkodierten Bildframes umgeschaltet.In this way, the receiving device receives the TV provider's multicast stream and the normal process of preparing the display of the bi1d frames from this multicast stream, including pre-buffering and decoding, as soon as there are enough frames in the buffer, is started. Preferably, in this way, the display of the image frames decoded from the stream of intra-coded frames seamlessly switches over to the display of the decoded image frames from the stream with inter-coded image frames.
Das Feststellen ist bevorzugt ein Überprüfen des Füllstands des Videopuffers. Bevorzugt ist der benötigte Füllstand des Videopuffers abhängig von der jeweiligen Kodierart.The detection is preferably a check of the fill level of the video buffer. The required fill level of the video buffer is preferably dependent on the respective coding mode.
Ein Bildframe ist bevorzugt ein Frame, das derart aufbereitet ist, dass es auf dem Bildschirm bzw. einem Anzeigegerät anzeigbar ist. Bevorzugt wird mit dem mindestens einen interkodierten Frame oder mit dem mindestens einen intrakodierten Frame eine dazugehörige Tonspur empfangen die ohne Verzögerung abspielbar ist. Die Tonspur wird bevorzugt der Anzeige der Bildframes aus dem intrakodierten Frames zugemischt und zusammen ausgespielt.An image frame is preferably a frame, which is prepared in such a way that it can be displayed on the screen or on a display device. Preferably, with the at least one inter-coded frame or with the at least one intra-coded frame, an associated sound track is received which can be played without delay. The soundtrack is preferably added to the display of the image frames from the intra-coded frames and played out together.
Ein weiteres erfindungsgemäßes Empfangsverfahren umfasst zusätzlich die Schritte:
- – Empfangen einer Überbrückungssequenz (
33 ) mit interkodierten Frames mittels einer Burst-Übertragung über eine Unicast Verbindung zum Server (10 ), wobei die Überbrückungssequenz (33 ) mit einem intrakodierten Frame beginnt; - – Speichern (
152 ) der Überbrückungssequenz (33 ) mit interkodierten Frames in den Videopuffer (30 ).
- Receiving a bridging sequence (
33 ) with inter-coded frames by means of a burst transmission via a unicast connection to the server (10 ), where the bridging sequence (33 ) begins with an intra-coded frame; - - To save (
152 ) of the bridging sequence (33 ) with inter-coded frames in the video buffer (30 ).
Auf diese Weise wird der Videopuffer aufgrund der Burst-Übertragung schneller gefüllt und es kann noch frühzeitiger auf die normale gewünschte Dekodierung des interkodierten Videosignals umgeschaltet werden.In this way, the video buffer is filled faster due to the burst transmission, and it can be switched even earlier to the normal desired decoding of the inter-coded video signal.
In einem weiteren erfindungsgemäßen Empfangsverfahren wird zuerst der folgende Schritt durchgeführt:
- – Anzeigen (
190 ) mindestens eines Bildframes (21 ) eines anderen, zuvor angeforderten Videosignals (12 ).
- - Show (
190 ) at least one image frame (21 ) of another previously requested video signal (12 ).
Auf diese Weise ist das Verfahren bevorzugt in einen Umschaltvorgang integrierbar, indem zunächst das Videosignal eines ersten Fernsehkanals angezeigt wird und dann mit Hilfe der erfinderischen Verfahrensschritte am Ende das Videosignal eines anderen Fernsehkanals angezeigt wird, auf den umgeschaltet wurde.In this way, the method is preferably integrated into a switching process by first the video signal of a first television channel is displayed and then displayed with the aid of the inventive method steps at the end of the video signal of another television channel was switched to.
Die Aufgabe wird weiterhin insbesondere gelöst durch ein Empfangsgerät (
Auf diese Weise ist mit dem Empfangsgerät das erfindungsgemäße Empfangsverfahren durchführbar. Aufgrund des zweiten Eingangs des Videodekoders werden empfangene intrakodierte Frames direkt dem Videodekoder übergeben ohne erst durch den normalen Videopuffer, der für interkodierte Frames notwendig ist, wandern zu müssen. Bevorzugt weist das Empfangsgerät jedoch einen Puffer auf, um Netzwerkverzögerung oder konstante bzw. variable Bitraten auszugleichen. Einen solchen Puffer durchlaufen bevorzugt auch die intrakodierten Frames.In this way, with the receiving device, the receiving method according to the invention can be carried out. Due to the second input of the video decoder, received intra-coded frames are passed directly to the video decoder without first having to travel through the normal video buffer necessary for inter-coded frames. Preferably, however, the receiving device has a buffer to compensate for network delay or constant or variable bit rates. Such a buffer preferably also passes through the intra-coded frames.
Bevorzugt weist der Dekoder intern einen Chip auf. Bevorzgut dekodiert der Chip je nach interner Schaltung der Eingänge auf den Chip Frames aus dem ersten Eingang oder aus dem zweiten Eingang. Besonders bevorzugt weist der Videodekoder intern einen zusätzlichen separaten Chip auf, der die intrakodierten Frames, die über den zweiten Eingang zugeführt werden, dekodiert, und der erste Chip dekodiert die Frames, die über den ersten Eingang zugeführt werden.The decoder preferably has a chip internally. Depending on the internal connection of the inputs to the chip, the chip preferably decodes frames from the first input or from the second input. More preferably, the video decoder internally has an additional separate chip that decodes the intra-coded frames supplied via the second input, and the first chip decodes the frames supplied via the first input.
Bevorzugt ist das Empfangsgerät eingerichtet, einen Stream aus intrakodierten Frames des Videosignals und einen Stream mit interkodierten Frames des Videosignals parallel zu empfangen.Preferably, the receiving device is configured to receive a stream of intra-coded frames of the video signal and a stream of inter-coded frames of the video signal in parallel.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Empfangsgeräts (
Eine solche Einrichtung ist z. B. eine Füllstandsüberprüfungseinheit des Videopuffers. Besonders bevorzugt ist dies eine Logik, die überprüft, ob für das Dekodieren des zuletzt eingetroffenen Frames im Videopuffer alle dafür notwendigen Frames im Videopuffer vorliegen.Such a device is z. B. a level checking unit of the video buffer. This is particularly preferably a logic that checks whether all the necessary frames are present in the video buffer for the decoding of the last arrived frame in the video buffer.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Empfangsgeräts (
Bevorzugt weist das Empfangsgerät hierfür einen Rückkanal zum Server auf.For this purpose, the receiving device preferably has a return channel to the server.
Die Aufgabe wird weiterhin insbesondere gelöst durch einen Server (
Auf diese Weise ist eine Zugriffsanforderung bezüglich eines bestimmten Videosignals z. B. eines Fernsehkanals durch den Server registrierbar und daraufhin ist ein Stream von intrakodierten Frames sendbar.In this way, an access request for a particular video signal z. B. a TV channel can be registered by the server and then a stream of intra-coded frames can be sent.
Die Einrichtung zum Senden mindestens eines intrakodierten Frames ist z. B. eine Einrichtung, welche die intrakodierten Frames für das Netzwerk in bestimmter Weise aufbereitet z. B. um eine bestimmte Bitrate nicht zu überschreiten (Puffern) oder um bestimmte Protokoll oder Kodierungskonventionen einzuhalten.The device for transmitting at least one intra-coded frame is z. B. a device which processes the intra-coded frames for the network in a certain way z. For example, to not exceed a certain bit rate (buffers) or to comply with certain protocol or coding conventions.
Die Zugriffsinformation beinhaltet bevorzugt die Information, welcher Kanal bzw. welches Videosignal angefordert wird. Besonders bevorzugt enthält die Zugriffsanforderung auch die Information darüber, welches Empfangsgerät die Zugriffsanforderung abgeschickt hat. Im zweiten Fall sind damit Statistiken über die Sehgewohnheiten der Nutzer eines jeweiligen Empfangsgeräts erstellbar.The access information preferably contains the information as to which channel or video signal is requested. Particularly preferably, the access request also contains the information about which receiving device has sent the access request. In the second case, statistics on the viewing habits of the users of a respective receiving device can be created.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Servers (
Auf diese Weise ist aus dem von dem TV-Anbieter empfangenen Mulitcaststream ein aus intrakodierten Frames bestehender Stream erstellbar. In dem Videopuffer sind dabei die im Server ankommenden Originaldaten des TV-Anbieters (mit interkodierten Frames) speicherbar. Der Videopuffer ist bevorzugt so groß, dass zwei GoPs in dem Videopuffer gespeichert werden können. Bevorzugt weist der Server auch einen dem Dekoder nachgeschalteten Puffer für MJPEG- bzw. intrakodiertes Frames auf. Dieser Puffer ist bevorzugt so groß, dass so viele intrakodierte Frames dort gespeichert werden können, wie auch zwei GoPs des interkodierten Videosignals aufweisen.In this way, a stream consisting of intra-coded frames can be created from the multicast stream received by the TV provider. In the video buffer while the server incoming original data from the TV provider (with inter-coded frames) can be stored. The video buffer is preferably so large that two GoPs can be stored in the video buffer. Preferably, the server also has a Decoder downstream buffer for MJPEG or intra-coded frames. This buffer is preferably so large that so many intra-coded frames can be stored there as well as having two GoPs of the inter-coded video signal.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Servers (
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Servers (
Auf diese Weise sind Benutzer, die in einem Baum eines Kabelfernsehnetzes über z. B. IP-Fernsehen verfügen, mittels eines solchen Servers schnell auf ein bestimmtes Videosignal aufschaltbar bzw. zwischen zwei verschiedenen Videosignalen umschaltbar, ohne dass dabei große Verzögerungszeiten für den jeweiligen Benutzer sichtbar stehen.In this way, users who are in a tree of a cable TV network about z. B. IP television, by means of such a server quickly aufschaltbar on a particular video signal or switchable between two different video signals, without causing large delay times are visible to the user.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Servers (
Die Erfindung soll nun anhand von Zeichnungen beispielhaft weiter veranschaulicht werden. Hierbei zeigen:The invention will now be further illustrated by way of example with reference to the drawings. Hereby show:
In einem ersten Schritt
Optionale Schritte bzw. Komponenten sind gepunktet dargestellt. In einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird parallel zum Senden der intrakodierten Frames
Auf diese Weise werden in Antwort auf eine Kanalanforderung intrakodierte Frames an ein Empfangsgerät gesendet, sodass dieses Empfangsgerät ohne Dekodierverzögerung oder Verzögerung wegen des Wartens auf ein Key Frame das Dekodieren und die Anzeige des angeforderten Videosignals beginnen kann. Sobald das Empfangsgerät eine Anzeige aufgrund des interkodierten Streams bereits vornehmen kann, wird dies über eine Bestätigungsnachricht von dem Empfangsgerät
In einem Schritt
Auf diese Weise erhält das Empfangsgerät
In einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in einem Schritt
Auf diese Weise wird nach einer gewissen Zeit und sobald genügend Frames vorhanden sind, um das Videosignal
In einem Schritt
Im Betrieb der Erfindung empfängt das Empfangsgerät
Auf diese Weise wird nur vorübergehend eine höhere Bandbreite für das Senden der intrakodierten Frames benötigt und es kann nach dem Umschalten bzw. dem Einschalten auf den normalen bandbreitenschonenden Multicaststream des Videosignals zurückgegriffen werden. Als großer Vorteil erfährt der Benutzer des Empfangsgerät
Mit diesem Verfahren, bei dem keine Maßnahmen zur Verkürzung des ”Blackouts” zwischen dem Umschalten von einem zu einem anderen Kanal vorgenommen werden, tritt eine insgesamte Umschaltverzögerung
Durch Anwendung dieses Verfahrens wird die Gesamtumschaltverzögerung
Die Umschaltverzögerung
Mit dieser Erfindung wurden Verfahren so wie ein Server und ein Empfangsgerät vorgestellt, mit Hilfe derer sich die Einschalt- und Umschaltverzögerung bei digitalen Videosignalen insbesondere digitalen Fernsehsignalen erheblich auf ein Minimum reduziert. Auf der Seite des Empfangsgeräts werden Mittel zur Interaktion mit dem Server, der die Videosignale sendet, vorgesehen. Der Server reagiert dann aufgrund einer Kanalanforderung bevorzugt damit, dass er nicht nur interkodierte Frames sondern parallel auch intrakodierte Frames dem Empfangsgerät zusendet. Während das Empfangsgerät die interkodierten Bilder wie im Stand der Technik auch puffert, kann dabei jedoch schon nach der sehr viel kürzeren Zeitspanne des Dekodieres der intrakodierten Frames und daher mit einer minimalen Verzögerung nach der Kanalanforderung ein Bild für die Anzeige erstellt werden. Dabei wird nur für eine kurze Zeitdauer eine höhere Bandbreite benötigt, da das Empfangsgerät, sobald genügend interkodierte Frames gespeichert wurden, diese dann dekodieren und anzeigen kann und nicht mehr auf die intrakodierten, zusätzlich gesendeten Frames angewiesen ist. Über eine Bestätigungsnachricht wird der Server bevorzugt informiert, dass der Stream aus intrakodierten Frames nicht mehr zu senden ist. Durch die statistische Verteilung der Umschaltzeitpunkte vieler verschiedener Benutzer wird die höhere Bandbreitenbelegung während eines Umschaltens im Mittel keine krass erhöhten Bandbreitenanforderungen für den jeweiligen Kanal mit sich bringen. Durch die Kombination mit dem Senden einer Überbrückungssequenz wird die notwendige Zeit für das Senden der intrakodierten Frames noch zusätzlich verkürzt, so dass das Umschalten noch weniger zusätzliche Bandbreite erfordert und innerhalb einer noch kürzeren Zeit insgesamt alle dafür notwendigen Vorgänge abgeschlossen sind. Bezugszeichen
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
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- Peter Siebert et al. [0004] Peter Siebert et al. [0004]
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