一種無線網(wǎng)絡(luò)下視頻實時傳輸?shù)拇a率平滑方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種無線網(wǎng)絡(luò)下視頻實時傳輸?shù)拇a率平滑方法，該方法包括：周期性的統(tǒng)計視頻幀的傳輸時延，當(dāng)傳輸時延變小時，通過快進調(diào)小播放緩存，當(dāng)傳輸時延變大時，通過慢放調(diào)大播放緩存，所述快進和所述慢放的調(diào)整步長由傳輸時延變化、播放緩存深度以及時間戳信息共同決定。本發(fā)明能夠統(tǒng)計視頻幀傳輸時延，根據(jù)時延信息來感知無線網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，進而根據(jù)實際網(wǎng)絡(luò)狀況找到最小的視頻時延來達到平滑效果，實現(xiàn)了視頻流在實時性和流暢性之間的平衡。
【專利說明】一種無線網(wǎng)絡(luò)下視頻實時傳輸?shù)拇a率平滑方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，尤其涉及一種無線網(wǎng)絡(luò)下視頻實時傳輸?shù)拇a率平滑方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前對于視頻會議等實時性要求高的應(yīng)用，通常會采用接收到視頻幀后直接播放的方法。該方法著重于實時性，然而在無線網(wǎng)絡(luò)進行視頻傳輸時，由于一些視頻幀(例如I幀)較大，瞬時碼率可能會變成平均碼率的2倍甚至更多，突發(fā)數(shù)據(jù)大容易導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)擁塞，傳輸這些幀所需的時間就相對很長，導(dǎo)致視頻幀傳輸時出現(xiàn)明顯抖動，在這種情況下，如果在接收端仍使用收到視頻幀就顯示的方法，就會出現(xiàn)視頻定時卡頓的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了視頻的流暢性，影響主觀視頻感受。
[0003]為了克服無線信道變化等原因造成的不穩(wěn)定性，傳統(tǒng)流媒體系統(tǒng)會采用緩存幀的方法，用一定的時延來換取視頻的流暢性。該方法使用一個播放緩沖區(qū)來緩存收到的媒體數(shù)據(jù)，在播放流媒體時，先將收到的媒體數(shù)據(jù)放到緩沖區(qū)中，當(dāng)緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)量到達一定閾值后開始按照時間戳信息播放媒體。如果信道條件變差，緩沖區(qū)發(fā)生了下溢出，那么就暫停媒體播放，等待緩沖區(qū)數(shù)據(jù)量到達指定的閾值后繼續(xù)播放。顯然的，如果緩存較多的數(shù)據(jù)，這種數(shù)據(jù)緩存的方法可以有效減少客戶端因為包丟失、包延時、抖動等產(chǎn)生的播放中斷。但該方法無法統(tǒng)計網(wǎng)絡(luò)延時狀況，不能對緩存大小進行動態(tài)調(diào)節(jié)，由于存入讀出數(shù)據(jù)速率的不一致，容易導(dǎo)致緩沖區(qū)變動較大，會出現(xiàn)緩存區(qū)存滿或者播空的現(xiàn)象，造成視頻播放的不流暢。即在時延小網(wǎng)絡(luò)狀況好的時候，無法調(diào)小緩沖區(qū)，導(dǎo)致引入不必要的緩存時間，在播放時產(chǎn)生相對大的時延，很難保證視頻傳輸?shù)膶崟r性；在網(wǎng)絡(luò)狀況差的時候，不能動態(tài)調(diào)大緩存區(qū)，容易導(dǎo)致緩沖區(qū)空，播放停頓，影響用戶體驗，很難保證視頻傳輸?shù)牧鲿承?。此夕卜，對于嵌入式系統(tǒng)，若無法動態(tài)調(diào)整緩沖區(qū)大小，可能會造成設(shè)備存儲空間的浪費。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決既要保證視頻傳輸?shù)膶崟r性，又要盡量提升其傳輸質(zhì)量、保證其流暢性的問題，本發(fā)明提出了一種無線網(wǎng)絡(luò)下視頻實時傳輸?shù)拇a率平滑方法，在播放緩存機制的基礎(chǔ)上，通過周期統(tǒng)計視頻幀的傳輸時延來動態(tài)感知無線網(wǎng)絡(luò)的變化情況，從而動態(tài)調(diào)節(jié)播放緩存的大小，盡量避免不必要的緩存時間，以較小的代價使得視頻傳輸在實時性和流暢性之間更好的進行平衡，即在保證流暢性的前提下，在網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)好的情況時，使用相對小的時延，而在網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)差的情況下，則使用相對大的時延。該方法具體如下:
[0005]周期性的統(tǒng)計視頻幀的傳輸時延，當(dāng)傳輸時延變小時，說明網(wǎng)絡(luò)狀況較好，則調(diào)小播放緩存，以減少視頻時延；當(dāng)傳輸時延變大時，說明網(wǎng)絡(luò)狀況較差，則調(diào)大播放緩存，以防止緩存區(qū)播空造成視頻停頓。由于播放緩存的大小由寫入和讀出緩存區(qū)數(shù)據(jù)量之差決定，讀出速度可控，可以進行快進或慢放，因此本發(fā)明通過快進和慢放來調(diào)整播放緩存的大小，快進和慢放的調(diào)整步長由傳輸時延變化、播放緩存深度以及時間戳信息共同決定。這樣的調(diào)整不僅考慮到了傳輸時延變化的因素，同時還考慮到了播放緩存深度的因素:播放緩存大小越大，表明當(dāng)前緩存區(qū)越接近最大緩存值，越需要進行快放，以保證緩存區(qū)能夠有足夠空間容納后續(xù)數(shù)據(jù)；反之，播放緩存越小，表明緩存區(qū)越接近空，應(yīng)該盡量慢放，以保證緩沖區(qū)非空。
[0006]本發(fā)明方法首先需要周期性的統(tǒng)計視頻幀的傳輸時延。優(yōu)選的，每次周期性統(tǒng)計時可以采用以下的方法:將最近T時間內(nèi)每個視頻幀的傳輸時延加權(quán)平均得到傳輸時延的統(tǒng)計值為
【權(quán)利要求】
1.一種無線網(wǎng)絡(luò)下視頻實時傳輸?shù)拇a率平滑方法，其特征在于，該方法包括: 周期性的統(tǒng)計視頻幀的傳輸時延，當(dāng)傳輸時延變小時，通過快進調(diào)小播放緩存，當(dāng)傳輸時延變大時，通過慢放調(diào)大播放緩存，所述快進和所述慢放的調(diào)整步長由傳輸時延變化、播放緩存深度以及時間戳信息共同決定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述傳輸時延統(tǒng)計為
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，比較當(dāng)前周期統(tǒng)計的傳輸時延值和上一個周期統(tǒng)計的傳輸時延值，若后者較大，說明傳輸時延變小，則調(diào)小播放緩存；若后者較小，說明傳輸時延變大，則調(diào)大播放緩存。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述快進和所述慢放的速度在按時間戳播放速度的25%的范圍內(nèi)變化。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于:所述慢放的速度為rslow= (1-0.25pqslow) Tnormal ；所述快放的速度 % Tfast= (1+0.25pqfast) Tnormal,其中
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述快進和所述慢放細(xì)化到調(diào)整相鄰兩幀的播放間隔。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述視頻幀為I幀。
【文檔編號】H04N21/647GK103916716SQ201310006416
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年1月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月8日
【發(fā)明者】許燕, 徐正春, 吳曉, 李曉華 申請人:北京信威通信技術(shù)股份有限公司, 北京信友達視訊技術(shù)有限公司