CN1333594C - 一种动态切换视频模式的系统与传送方法 - Google Patents

Abstract

一种动态切换视频模式的系统与传送方法，根据检测参数与一临界值比较来检测通信环境的状况，通信环境良好则不改变线行传输模式；通信环境不良时，去除由视频拾取单元产生的冗余(redundant)的数据，以减少数据传输量，并增加无线传输的通信距离。此外，更可配合其它压缩方法，对数据作进一步的压缩。

Description

一种动态切换视频模式的系统与传送方法

技术领域

本发明涉及一种动态切换视频模式的系统与传送方法，特别涉及一种改变每秒连续视频的静止画面张数，将视频还原成拾取的状况，以减少数据传输量的系统与传送方法。

背景技术

近年来，随着无线通信科技的进步，不仅实现了人类无线通信的愿望，并在各项产品上也渐渐地以无线取代有线，除了摆脱传统有线的束缚，也让使用者更自由而不受拘束。

然而，无线通信利用“广播”方式传输数据信号，会导致许多严重的问题，其中之一就是数据传输的错误率。由于带宽受限，错误率又高，因此无线数据传输的发展一直比不上有线传输来得稳度与快速。特别是数据传输量大的视频传输，更是受到相当大的局限，数据传输的高错误率不仅使得传输端需要大量的重传视频数据，也使得通信距离无法有效地延伸。对于产品日渐无线化的趋势，这是一个相当严重的问题。

举一个例子作具体说明。请参阅图1，其为视频会议的无线架构图。简单的无线视频会议系统包括两组视频会议单元1，每一组视频会议单元更包括视频拾取器11，用以拾取视频数据，通常是以电荷耦合组件(Charge CoupledDevice，CCD)构成。处理器13，连接该视频拾取器，将所拾取的视频数据进行编码后发送出去，并接收外界传输信号16，作译码处理。以及显示器15，连接该处理器，将外界所传入且经处理器处理的信号显示出来。视频会议单元间以无线传输视频数据。由于无线传输数据的错误率高，因此需要重传的错误部分也就跟着提高。在一个实施例中，以时间来看，每秒的处理时间中，处理器接收并处理数据需要花费800毫秒，所以只有200毫秒的时间可供错误数据重传，也就是说，只要错误部分所需重传的时间超出这200毫秒，数据就没有办法完整呈现。其次，数据错误率与距离成正相关，也就是说距离越远，错误率就越高，当错误率达到一定程度时，如前述实施例中20％，就无法实时完整表现视频，因此过远的通信距离会严重影响无线视频会议的实用性。

解决上述问题的一个方法就是减少数据的传输量，以减少传输错误的个数。因此，在处理器中，通常还会将视频数据加以压缩(compress)后才发送。然而为避免失真太多，虽然压缩的方法有许多种，压缩率有其极限存在。因此，需要一个新的系统与方法来减少克服上述问题。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种动态切换视频模式的系统与传送方法，可以减少无线传输的传输量。

本发明的第二目的是提供一种动态切换视频模式的系统与传送方法，可以增加无线传输的通信距离。

本发明的另一目的是提供一种动态切换视频模式的系统与传送方法，可以和压缩法并用。

为实现上述目的，本发明提供一种动态切换视频模式的系统，用于无线视频传输中，包括：传输端，具有第一转换器，该第一转换器接收外部输入视频信号后，根据检测参数与一临界值比较，选择性地选择第一视频模式与第二视频模式，来将该视频信号转换成为视频传输信号；以及接收端，具有第二转换器，该第二转换器接收该视频传输信号后，将该视频传输信号转换成为该第一视频模式后输出；其中，该第一视频模式与该第二视频模式代表该视频信号中每秒内的静止画面数。

以及一种动态切换视频模式的传送方法，用于无线视频传输中，包括以下步骤：(A)传输端根据检测参数与一临界值比较，选定视频模式，其中，每视频模式代表每秒表示连续视频的静止画面张数；(B)该传输端根据该视频模式，利用第一算法，将输入信号转换成该视频模式所指定格式的视频传输信号；(C)传送该视频传输信号；

附图说明

图1是视频会议的无线架构图；

图2是传统方法的说明图；

图3是本发明的架构图；

图4是本发明的流程图；以及

图5是本发明的双向无线视频传输的一个具体实施例。

图号说明：

1-视频会议单元

10-原始视频信号

11-视频拾取器

117-转换器12-输入信号

13-处理器

15-显示器

16-传输信号

17-第一转换器

18-视频传输信号

19-第二转换器

41-45-本发明的流程步骤

具体实施方式

为使能对本发明的特征、目的及功能有更进一步的认知与了解，将结合附图详细说明如下：

本发明的精神在于去除冗余(redundant)的数据，以减少数据传输量。请参阅图2，其为传统方法的说明图。众所周知，所谓的连续动画是由一张一张静止画面连续快速播放而成。一般的摄影机在拾取视频时，是以每秒24张画面的速度拾取视频，而播放时在显示器播放时，就要考虑当地的电源频率，避免出现不同步的现象。以台湾的电视机系统为例，是采用NDTSC(NationalTelevision System Committee NTT DATA Science Corporation)系统，也就是配合台湾60Hz的电源频率，每秒播出30张画面。因此，就必须使用转换器117，利用算法，将所拾取的每秒24张画面的原始视频信号10转换成每秒30张画面的输入信号12。实际上，经处理的输入信号12所含信息并没有增加，多出的6张画面跟其它24张画面可视为一种相关(dependent)关系，单纯只是为频率同步所做的处理。在代数求解的过程中，相关的方程式可以经过代数运算变成其它的相关的方程式，对求解没有帮助，因此，可以将相关的方程式舍弃。同理，传送时就可以将这六张冗余的画面去除。请参阅图3，其为本发明的架构图。本发明利用第一转换器17，将每秒30张画面的输入信号转换成每秒24张画面的信号后，再利用无线传输出去。如此，就可以达到减少数据传输量的目的。

本发明提供一种用于无线视频传输的动态切换视频模式的系统，在通讯环境良好时，仍以普通模式传送数据，当通信环境变差时，以减量模式传送数据，包括：

传输端，根据检测参数与一临界值比较，判断通信环境的状况，来决定要以普通模式或原始模式来传输视频信号。在一个实施例中，该检测参数可以是传输数据的错误率(error rate)，当错误率小于一个阈值，表示通信环境良好，可以利用普通模式传送；当错误率大于临界值，表示通信环境不良，需要减低传输数据量，故以减量模式传输数据。决定模式之后，就是要利用第一转换器17，根据特定的算法，将输入信号12转换成符合该选定模式所指定的格式的视频传输信号18。举例来说，NDTSC系统中，使用普通模式时，任何处理，或者利用一个单位函数(unit function)保持原数据的特性后输出视频传输信号18。而使用减量模式时，就需要一个能将每秒30画面信号转换成每秒24张画面模式的算法，转换后输出视频传输信号18。

以及接收端，包括第二转换器19，接收该视频传输信号18，选择适当的算法，将减量模式下的该视频传输信号18还原成普通模式的格式。传输端可以发射一个变更信号通知接收端变更工作模式，也可以是接收端直接根据检测参数与一临界值比较自动变更工作模式。接收端需配合接收端，适当选定接收端所采用算法的反函数(inverse function)，以将所接收的视频传输信号18还原。也就是说，在NDTSC系统中的传输端为普通模式时，第二转换器19就不处理直接输出，或是由该单位函数的反函数还原后输出。如为减量模式时，接收端就利用传输端所用算法的反函数，将24张画面模式的视频传输信号18还原成每秒30张画面的信号。

请参阅图4，其为本发明的流程图。本发明提供一种动态切换视频模式的传送方法，用于无线视频传输，包括以下步骤：

步骤41：传输端根据检测参数与一临界值比较，选定视频模式，其中，每视频模式代表每秒表示连续视频的静止画面张数；

步骤42：该传输端根据该视频模式，利用第一算法，将输入信号转换成该视频模式所指定格式的视频传输信号18；

步骤43：传送该视频传输信号18；

步骤44：接收端接收该视频传输信号18；

步骤45：该接收端根据信息，选定第二算法，将该视频传输信号18还原；其中，该信息可由接收端自行检测为该检测参数，或是由传输端所提供。

从图3中可知，由于生产视频拾取单元的各厂商，对将原始视频信号10转换成输入信号12的算法的处理可能有所不同，如果厂商能提供处理的话，可减低本发明的运算复杂度，否则就将该算法视为未知来处理，因此经过本发明所采用的第二算法转换再还原后的视频，可能会产生稍微的误差，该误差所造成的影响远小于通信环境不良所造成的影响，所以是可以被忽略的。

在一个实施例中，可以将该检测参数设定成15％的传输错误率，当错误率小于15％时，以普通模式传输，当错误率大于15％时，以减量模式传输。与传统利用压缩法比较，只要错误率大于20％，就可以明显感受出视频画面变差，而使用本方法，可以忍受到50％。当然，容错的空间与处理器的处理速度有关，也就是说如果处理器越快，就有越多时间可以重传，容错力也就越高。在前述实施例中，处理器在一秒中只有200毫秒能重传，如果处理器能力增加，一秒钟有300毫秒可供重传，就大大增加50％的容错力。而容错的能力越高，也就意味通信距离可以更加延伸。由前述中已知：数据错误率与距离成正比，在传统压缩法有效距离出现错误率20％的地方，而本发明更可延伸到错误率50％的地方，大大增加无线通信的实用性。

此外，本发明还有一个重要的优点，就是可与传统的压缩法并用。本发明的原理与传统的压缩法目的虽然相同，但是所用原理不同，因此可收到更好的效果。以前述实施例而言，即使错误率高达60％，仍可维持可以接受的画面。也就是说，两者合并使用，可以得到更好的容错能力。

当然，除了单向的传输外，本发明可以运用在如图1的双向无线视频传输中，请参阅图5，其为本发明双向无线视频传输的一个具体实施例。与图1相较，每组视频会议单元都增加了第一转换器17，该第一转换器17可连接在该处理器13之前或内建于该处理器13之中，以协助视频处理。

上述仅为本发明的较佳实施例，不能以之来限制本发明的范围。任何依据本发明权利要求的均等变化及修改，仍将不失本发明的原理所在，也不脱离本发明的精神和范围，故都应视为本发明的进一步的实施例。

Claims (19)

1.一种动态切换视频模式系统，用于无线传输中，包括：

传输端，具有第一转换器，该第一转换器接收外部输入视频信号后，根据检测参数与一临界值比较，选择性地选择第一视频模式与第二视频模式，来将该视频信号转换成为视频传输信号；以及

接收端，具有第二转换器，该第二转换器接收该视频传输信号后，将该视频传输信号转换成为该第一视频模式后输出；

其中，该第一视频模式与该第二视频模式代表该视频信号中每秒内的静止画面数，且在第一视频模式下每秒内的静止画面数大于在第二视频模式下每秒内的静止画面数。

2.如权利要求1的动态切换视频模式系统，其中，该视频信号是该第一视频模式。

3.如权利要求2的动态切换视频模式系统，该第一转换器通过第一算法，将该视频信号从该第一视频模式转换至该第二视频模式。

4.如权利要求3的动态切换视频模式系统，该第二转换器通过第二算法，将该视频传输信号从该第二视频模式转换至该第一视频模式。

5.如权利要求4的动态切换视频模式系统，其中，该第二算法为该第一算法的反函数。

6.如权利要求1的动态切换视频模式系统，其中，该检测参数为传输错误率。

7.如权利要求6的动态切换视频模式系统，其中，该传输错误率小于一个阈值时，该第一转换器选择该第一视频模式，以转换该视频信号。

8.如权利要求6的动态切换视频模式系统，其中，该传输错误率大于一个阈值时，该第一转换器选择该第二视频模式，以转换该视频信号。

9.如权利要求1的动态切换视频模式系统，其中，该传输端发送一个变更信号，以通知该接收端改变视频模式。

10.如权利要求1的动态切换视频模式系统，在NTSC系统中，该第一视频模式具有每秒30张画面，该第二视频模式具有每秒24张画面。

11.如权利要求1的动态切换视频模式系统，用于双向无线视频传输。

12.一种动态切换视频模式的传送方法，用于无线视频传输，包括以下步骤：

A.传输端根据检测参数与一临界值的比较，选择性地选择第一视频模式与第二视频模式，其中，在第一视频模式下每秒内的静止画面数大于在第二视频模式下每秒内的静止画面数；

B.该传输端根据第一视频模式与第二视频模式的选择，将输入信号转换成所指定格式的视频传输信号；

C.传送该视频传输信号。

13.如权利要求12的动态切换视频模式的传送方法，其中，该检测参数为传输错误率。

14.如权利要求12的动态切换视频模式的传送方法，其中，该视频传输信号内包含该检测参数。

15.如权利要求12的动态切换视频模式的传送方法，其中，接收该视频传输信号的接收方法为：

D.接收端接收该视频传输信号；

E.该接收端根据信息，将该视频传输信号转换为第一视频模式后输出。

16.如权利要求15的动态切换视频模式的传送方法，其中，该信息为该检测参数。

17.如权利要求15的动态切换视频模式的传送方法，其中，该信息由该传输端提供。

18.如权利要求12的动态切换视频模式的传送方法，与视频压缩法并用。

19.如权利要求12的动态切换视频模式的传送方法，用于双向无线视频传输中。