CN101146204A - 即时通信视频质量调节方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种即时通信视频质量调节方法，该方法包括：获取终端处理能力信息和网络带宽状况信息，并根据终端处理能力信息和网络带宽状况信息对即时通信视频质量进行调节。通过本发明的视频质量调节方法，可在不影响用户的其他工作的同时，最大限度地避免会话中断情况的发生；使用户得到较好的视频体验，避免造成资源的浪费。本发明还同时公开了一种即时通信视频质量调节装置。

Description

即时通信视频质量调节方法及装置
技术领域
本发明涉及计算机及通信领域的数据传输技术，尤其涉及一种即时通信(IM)视频质量调节方法及装置。
背景技术
随着互联网的发展与普及，IM逐渐成为互联网最主要的应用之一，越来越多的互联网用户将即时通信作为一种重要的通信工具。
视频通信是IM通信的重要组成部分，在网络上传输的视频数据的关键参数包括图像大小、帧率(即每秒显示的图像个数)、以及图像的质量级别(控制图像清晰度)。这些参数与传输视频数据所需的网络带宽状况均为正比关系，其中图像大小和帧率同时还对终端的处理能力有相应的要求。
现在IM的用户群的分布范围很广，涵盖了各种可能的网络状况，同时也包括了各种各样的终端，这些都给IM视频通信带来了很大的问题。异构网络之间带宽的波动极易造成视频包丢失，导致IM视频连接中断、流畅度差；同时终端处理能力的多样性也会引起资源占用不均进而引起视频波动。目前大部分的IM工具都是采用统一的图像大小，帧率和质量级别进行通信，没有考虑终端处理能力和网络带宽状况的波动，这就必然会造成部分用户无法正常使用，或者某些终端配置和网络状态都较好的用户得不到较好的视频体验，造成资源浪费。
发明内容
本发明的目的是提供一种即时通信视频质量调节方法及装置，以解决现有技术中存在的视频连接中断、视频体验较差和资源浪费的问题。
本发明提供一种即时通信视频质量调节方法，该方法包括：
获取终端处理能力信息和网络带宽状况信息，并根据终端处理能力信息和网络带宽状况信息对即时通信视频质量进行调节。
所述终端处理能力信息至少可以包括终端编码最高帧率，和/或解码最高帧率；所述网络带宽状况信息至少可以包括丢包率信息。
当终端处理能力信息包括终端编码最高帧率和解码最高帧率，网络带宽状况信息包括丢包率信息时，所述对即时通信视频质量进行调节的步骤包括：
A.将本地终端编码最高帧率与对端解码最高帧率进行比较，取最小值为本地终端虚拟编码最高帧率，所述对端包含一个或一个以上的终端；
B.从帧率与视频级别的对应关系中查找出虚拟编码最高帧率对应的视频级别；
C.根据丢包率信息对获得的视频级别进行调节，再从帧率与视频级别的对应关系中查找出调节后的视频级别对应的帧率；
D.将虚拟编码最高帧率与查找出的调节后的视频级别对应的帧率进行比较，取最小值为下次视频数据传输的编码帧率，用该最小值所对应的帧率对视频流畅度进行调节，通过调节后的视频级别调节图像。
步骤D中所述利用调节后的视频级别对视频质量进行调节的方式至少可以包括：
分别从预先设定的图像大小与视频级别的对应关系中查找出调节后的视频级别对应的图像大小，从预先设定的质量级别与视频级别的对应关系查找出调节后的视频级别对应的质量级别，通过调节后的视频级别对应的图像大小和质量级别调节图像。
所述对即时通信视频质量进行调节的步骤是在即时通信连接建立后开始进行的，在每一次视频质量调节完成后循环进行，在即时通信连接断开时结束。
本发明还提供一种即时通信视频质量调节装置，该装置与本地终端和对端相连，该装置包括：
视频质量调节单元，用于根据终端处理能力信息和网络带宽状况信息对本地终端和对端视频通信过程的视频质量进行调节。
所述视频质量调节单元可以包括：
对应关系存储单元，可以用于存储终端处理能力信息与视频级别对应关系，以及网络带宽状况信息与视频级别调节额度对应关系；
视频级别调节单元，可以用于从终端处理能力信息与视频级别对应关系查找出当前终端对应的视频级别，并从网络带宽状况信息与视频级别调节额度对应关系查找出当前网络带宽状况对应的视频级别调节额度，再根据视频级别调节额度对当前终端对应的视频级别进行调节。
所述终端处理能力信息至少包括终端编码最高帧率，和/或解码最高帧率；所述网络带宽状况信息至少包括丢包率信息。
当终端处理能力信息包括终端编码最高帧率和解码最高帧率，网络带宽状况信息包括丢包率信息时，所述视频级别调节单元可以包括：
虚拟编码能力获取单元，可以用于接收本地终端发送的编码最高帧率和对端发送的解码最高帧率，并将本地终端编码最高帧率和对端解码最高帧率中的最小值作为虚拟编码最高帧率发送给视频调节单元；
视频调节单元，可以用于接收虚拟编码能力获取单元发送的虚拟编码最高帧率，并用于根据丢包率信息对视频级别进行调节，获得调节后视频级别的对应编码帧率，并将虚拟编码最高帧率与调节后视频级别的对应编码帧率的最小值发送给本地终端。
所述对应关系存储单元可以用于存储辅助信息和视频级别对应关系，所述储辅助信息至少包括图像大小，和/或质量级别；所述视频级别调节单元用于获得调节后视频级别的对应的图像大小和质量级别，并将获得的图像大小和质量级别发送给本地终端。
本发明通过根据终端处理能力和网络带宽状况对即时通信视频质量进行动态调节的方法，可以避免视频连接中断，改善用户视频体验，并且可以较好的利用资源，避免造成资源浪费。
附图说明
图1为本发明实施例中终端A向终端B发起通话过程时视频质量调节流程示意图；
图2为本发明中装置示意图。
具体实施方式
本发明是根据终端处理能力和网络带宽状况来对视频级别进行动态调节，进而调节视频质量的。
本发明中对IM视频通话划分为N级，如表1所示，为视频级别划分示例，中1到N、X和Y均为递增关系。
视频级别 帧率 图像大小 质量级别
1 F1 S1 Q1
2 F2 S2 Q1
3 F3 S2 Q2
4 F4 S3 Q2
5 F5 S3 Q3
6 F6 S3 Q4
7 F7 S4 Q4
N FN SX QY
视频级别与图像大小的对应关系为：视频级别1对应图像大小S1；视频级别2，3对应图像大小S2；视频级别4，5，6对应图像大小S3；视频级别7，8，9，10对应图像大小S4，依此类推可以获得视频级别与图像大小的对应关系。
在视频级别和图像大小对应关系确定了以后，视频级别与质量级别的对应关系为：在视频级别增高但是图像大小未变时，质量级别增高；图像大小改变时不调整质量级别。这样的递增关系对应的视频质量变化以及要求的系统资源增加较为平稳，质量的变化没有跳变感，能够使用户体验较好。
由于帧率的改变对终端资源占用的影响非常明显，因此每个视频级别与每个帧率有一一对应的关系；对图像大小的改变采取平滑过渡的方法，即S2稍高于S1，S3稍高于S2，因此只有图像大小改变时对终端的处理能力影响较小，并且质量级别几乎不影响终端处理能力，因此不同的视频级别可以对应相同的图像大小和质量级别。网络带宽状况与这三个参数都是正比关系，即视频级别越高，所要求的带宽必然越大。
如图1所示，以终端A和终端B进行IM视频通话为实施例，详细说明本发明方法。
终端A向终端B发起IM视频通话请求后，终端B接受该请求，当视频通话连接建立后进行视频级别调节过程，进而达到视频质量调节的目的。该过程主要包括以下步骤：
步骤101：检测终端处理能力，确定编码最高帧率和解码最高帧率。
在本发明中，既要检测本地终端处理能力，又要检测对端的处理能力，确定本地终端和对端的编、解码最高帧率。在本实施例中，由于是终端A向终端B发送数据，则终端A为本地终端，终端B为对端。若是由终端B向终端A发送数据，则终端B为本地终端，终端A为对端。
当连接建立后，终端A随即对自身的CPU处理能力进行自检。影响终端CPU处理能力信息的主要包括：CPU主频信息、缓存(Cache)信息和其他视频级别辅助信息。终端对自身的这些信息进行检测，获得相应的视频编码最高帧率ENCmaxA和解码最高帧率DECmaxA。同样地，终端B也通过自检获得自身的视频编码最高帧率ENCmaxB和解码最高帧率DECmaxB。
步骤102：根据本地终端编码最高帧率和对端解码最高帧率确定初始视频级别。
终端A将ENCmaxA发送给终端B，并接收终端B发送给终端A的DECmaxB。终端A将DECmaxB与ENCmaxA进行比较，取两者中的较小值作为虚拟编码最高帧率ENC’maxA，避免超过终端A的编码能力和超过终端B的解码能力。同样地，终端B也将获得的DECmaxA与ENCmaxB进行比较，取其中的较小值作为虚拟编码最高帧率ENC’maxB。
终端A从表1的视频级别与帧率的对应关系中查找出ENC’maxA对应的视频级别，并作为初始时终端A到B的视频级别，根据此视频级别还再根据表1确定出终端A的图像大小和质量级别；同样地，终端B也查找出ENC’maxB对应的视频级别，并作为初始时终端B到A的视频级别，通过此视频级别也可以确定终端B的图像大小和质量级别。
步骤103：根据网络带宽状况对视频级别进行调节，再根据调节后的视频级别和虚拟编码最高帧率对视频质量进行调节。
当终端A向B发起通话时，即终端A向B发出视频数据。其中每帧视频数据编码完毕后首先采用用户数据报协议(User Datagram Protocol，UDP)封装，然后采用实时传送协议(Real-time Transport Protocol，RTP)打包向终端B发送。终端B收到A发送的数据后，向A返回RTP控制协议(RTP Control Protocol，RTCP)的反馈信息。
RTP是用于因特网上的针对多媒体数据流的一种传输协议，它本身并不能为按顺序传送数据包提供可靠的传送机制，也不提供流量控制或拥塞控制。一般RTCP与RTP同时使用，使用不同的端口，返回网络带宽状况信息，如丢包率等。若丢包率较低，则网络带宽状况较好，此时就应该提高视频级别；反之，就应该降低视频级别。
在本实施例中，终端A收到B返回的质量反馈信息主要是丢包率，终端A根据丢包率信息判断视频级别的变化情况，判断方式是：
首先将所有丢包率从高到低划分为三级，然后将获得的丢包率去匹配相应的级别。若为丢包率的最高级则视频级别下降，若为中间级则视频级别不改变，若为最低级则视频级别提高。
当根据丢包率信息判断出视频级别需要改变时，图像大小和质量级别根据改变后的视频级别通过表1可以获得，而根据更改后的视频级别通过表1获得的帧率则要判断是否为下一次终端A传输数据的编码帧率。若根据更改后的视频级别通过表1获得的帧率小于ENC’maxA，则以通过表1获得的帧率和根据改变后的视频级别通过表1获得的图像大小和质量级别一起作为下一次终端A传输数据的参数；否则取ENC’maxA和根据改变后的视频级别通过表1获得的图像大小和质量级别一起作为下一次终端A传输数据的参数。
当通过比较获得的下一次终端A传输数据的编码帧率越高，则视频质量就越高，参与视频的终端所获得的流畅度就越高；当根据改变后的视频级别通过表1获得的图像大小越大时，视频质量就越高，对端能够获得的图像就越大，体验就越好；当根据改变后的视频级别通过表1获得的质量级别越高时，视频质量就越高，图像的清晰度就越好。
同样地，终端B与终端A的视频级别调节过程类似。此后在会话不中断时，终端A和B不断根据对方返回的RTCP的反馈信息对本侧的视频级别进行动态调节，保证资源占用在本侧的处理能力范围之内，使本侧的视频质量达到最佳。在通话过程中循环步骤103直到通话结束。
出现多方进行视频通信时，例如当终端A、B和C同时进行视频通信时，本发明中采用的方法可以为：将终端A的ENCmaxA和终端B、C的DECmaxB、DECmaxc同时进行比较，取其中的最小值作为终端A的ENC'maxA，并从表1的视频级别与帧率的对应关系中查找出ENC’maxA对应的视频级别，根据此视频级别向终端B、C发送视频数据。
本发明中还可以采用的方法为：将终端A的ENCmaxA和终端B的DECmaxB进行比较，取较小值作为终端A的ENC’maxA，并从表1的视频级别与帧率的对应关系中查找出ENC’maxA对应的视频级别，根据此视频级别向终端B发送视频数据；将终端A的ENCmaxA和终端C的DECmaxc进行比较，取较小值作为终端A的ENC”maxA，并从表1的视频级别与帧率的对应关系中查找出ENC”maxA对应的视频级别，根据此视频级别向终端C发送视频数据。
当然，本发明也可以对上述两种方法进行综合，即当有更多方终端同时进行视频通信时，可以任意几个终端同时比较，将最小值作为ENC’maxA，并根据ENC’maxA向相应的对端发送视频数据。
通过本发明的视频质量调节方法，可在不影响用户的其他工作的同时，避免会话中断情况的发生；同时使终端配置和网络带宽状况都较好的用户得到较好的视频体验，避免造成资源的浪费。
如图2所示，本发明还提供一种具有上述功能的即时通信视频质量调节装置，该装置与本地终端和对端相连。
该视频质量调节装置主要包括：视频质量调节单元11用于根据终端处理能力信息和网络带宽状况信息对本地终端和对端视频通信过程的视频质量进行调节。
视频质量调节单元11包括：对应关系存储单元21和视频级别调节单元22。其中，对应关系存储单元21用于存储终端处理能力信息与视频级别对应关系，以及网络带宽状况信息与视频级别调节对应关系；视频级别调节单元22用于从终端处理能力信息与视频级别对应关系查找出当前终端对应的视频级别，并从网络带宽状况信息与视频级别调节额度对应关系查找出当前网络带宽状况对应的视频级别调节额度，再根据视频级别调节额度对当前终端对应的视频级别进行调节。
在本发明中，当终端处理能力信息包括终端编码最高帧率和解码最高帧率网络带宽状况信息包括丢包率信息时，视频级别调节单元22包括：虚拟编码能力获取单元31和视频调节单元32。其中，虚拟编码能力获取单元31用于接收本地终端编码最高帧率和对端解码最高帧率，并将本地终端编码最高帧率和对端解码最高帧率中的最小值作为虚拟编码最高帧率发送给视频调节单元32；视频级别调节单元32用于接收虚拟编码能力获取单元31发送的虚拟编码最高帧率，并用于根据丢包率信息对视频级别进行调节，获得调节后视频级别的对应编码帧率，并将虚拟编码最高帧率与调节后视频级别的对应编码帧率的最小值发送给本地终端。
在本发明中，对应关系存储单元21不仅可以用于存储获取终端处理能力信息与视频级别对应关系和网络带宽状况信息与视频级别调节对应关系，还可以用于存储存储辅助信息和视频级别对应关系，储辅助信息包括图像大小和质量级别信息。因此视频调节单元32还可以用于获得调节后视频级别的对应的图像大小和质量级别，并将获得的图像大小和质量级别发送给本地终端。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种即时通信视频质量调节方法，其特征在于，该方法包括：
获取终端处理能力信息和网络带宽状况信息，并根据终端处理能力信息和网络带宽状况信息对即时通信视频质量进行调节。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述终端处理能力信息至少包括终端编码最高帧率，和/或解码最高帧率；所述网络带宽状况信息至少包括丢包率信息。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当终端处理能力信息包括终端编码最高帧率和解码最高帧率，网络带宽状况信息包括丢包率信息时，所述对即时通信视频质量进行调节的步骤包括：
A.将本地终端编码最高帧率与对端解码最高帧率进行比较，取最小值为本地终端虚拟编码最高帧率，所述对端包含一个或一个以上的终端；
B.从帧率与视频级别的对应关系中查找出虚拟编码最高帧率对应的视频级别；
C.根据丢包率信息对获得的视频级别进行调节，再从帧率与视频级别的对应关系中查找出调节后的视频级别对应的帧率；
D.将虚拟编码最高帧率与查找出的调节后的视频级别对应的帧率进行比较，取最小值为下次视频数据传输的编码帧率，用该最小值所对应的帧率对视频流畅度进行调节，通过调节后的视频级别调节图像。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤D中所述利用调节后的视频级别对视频质量进行调节的方式至少包括：
分别从预先设定的图像大小与视频级别的对应关系中查找出调节后的视频级别对应的图像大小，从预先设定的质量级别与视频级别的对应关系查找出调节后的视频级别对应的质量级别，通过调节后的视频级别对应的图像大小和质量级别调节图像。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对即时通信视频质量进行调节的步骤是在即时通信连接建立后开始进行的，在每一次视频质量调节完成后循环进行，在即时通信连接断开时结束。
6.一种即时通信视频质量调节装置，该装置与本地终端和对端相连，其特征在于，该装置包括：
视频质量调节单元，用于根据终端处理能力信息和网络带宽状况信息对本地终端和对端视频通信过程的视频质量进行调节。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述视频质量调节单元包括：
对应关系存储单元，用于存储终端处理能力信息与视频级别对应关系，以及网络带宽状况信息与视频级别调节额度对应关系；
视频级别调节单元，用于从终端处理能力信息与视频级别对应关系查找出当前终端对应的视频级别，并从网络带宽状况信息与视频级别调节额度对应关系查找出当前网络带宽状况对应的视频级别调节额度，再根据视频级别调节额度对当前终端对应的视频级别进行调节。
8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述终端处理能力信息至少包括终端编码最高帧率，和/或解码最高帧率；所述网络带宽状况信息至少包括丢包率信息。
9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，当终端处理能力信息包括终端编码最高帧率和解码最高帧率，网络带宽状况信息包括丢包率信息时，所述视频级别调节单元包括：
虚拟编码能力获取单元，用于接收本地终端发送的编码最高帧率和对端发送的解码最高帧率，并将本地终端编码最高帧率和对端解码最高帧率中的最小值作为虚拟编码最高帧率发送给视频调节单元；
视频调节单元，用于接收虚拟编码能力获取单元发送的虚拟编码最高帧率，并用于根据丢包率信息对视频级别进行调节，获得调节后视频级别的对应编码帧率，并将虚拟编码最高帧率与调节后视频级别的对应编码帧率的最小值发送给本地终端。
10.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述对应关系存储单元用于存储辅助信息和视频级别对应关系，所述储辅助信息至少包括图像大小，和/或质量级别；所述视频级别调节单元用于获得调节后视频级别的对应的图像大小和质量级别，并将获得的图像大小和质量级别发送给本地终端。
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