CN101651815A - 一种可视电话及利用其提高视频质量方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种可视电话及利用其提高视频质量的方法，该可视电话包括：H.323/SIP功能模块、RTP/RTCP功能模块、检测模块和I帧编码控制模块，其中，H.323/SIP功能模块通过网线与IP网络相连，完成基于H.323/SIP协议的呼叫和接听；RTP/RTCP功能模块通过网线与IP网络相连，完成RTP/RTCP协议的音视频编解码、音视频收发和视频显示；检测模块用于在基于H.323/SIP协议和RTP/RTCP协议的多媒体通信过程中对视频质量进行监视，当检测到视频质量较差时候调用I帧编码控制模块；当检测到接收到I帧，则向I帧编码控制模块发送收到I帧信息；I帧编码控制模块用于向对端发送I帧请求，当接收到检测模块发来的收到I帧信息时停止向对端发送I帧请求。在视频质量差时可视电话能主动向对端请求I帧，从而改善视频效果。

Description

一种可视电话及利用其提高视频质量方法
技术领域
本发明涉及多媒体技术领域，具体涉及应用于多媒体通信中的一种可视电话及利用其提高视频质量的方法。
背景技术
可视电话一般分为分组域可视电话(Packet System Video Telephone，简称PSVT)和电路域可视电话(Circuit System Video Telephone，简称CSVT)，分组域可视电话的业务功能与电路域的基本相同。分组域可视电话业务实现的难点是：分组域服务质量的保证；呼叫与承载分离的控制。
目前移动终端PSVT基于EV-DO Rev A网络，该网络专用于数据业务，是CDMA2000的演进，对PSVT的QOS(Quality of Service：服务质量)提供了比较好的支持，可以明显提高数据业务速率和系统吞吐量，可以提供优质的音视频质量，同时可以为PSVT的并发业务创造了条件。PSVT的控制层基于IMS(IP Multimedia Subsystem：IP多媒体子系统)控制，IMS是第3代移动通信合作伙伴项目3GPP提出的支持IP多媒体业务的子系统，它的显著特点是：采用了SIP(Session Initiation Protocol：IETF组织制定的面向Internet会议和电话信令协议)，通信与接入方式无关，可以提供多种媒体业务，控制功能与承载能力分离、呼叫与会话分离、应用与服务分离、业务与网络分离及移动网与Internet业务融合。IMS顺应了通信网络融合发展的趋势。
可视电话属于多媒体业务，所以视频质量好坏直接影响到该业务质量。在可视电话技术中要用到视频编解码技术，在视频编解码技术中，帧内编码视频帧一般称为I帧，该类型帧的信息量比较大，即I帧信息量比较大，所占的带宽也比较大，但是可以起到刷屏作用。帧间编码视频帧一般称为P或者B帧，信息量比较少，一般为上百个字节，所占的带宽也小，所以多媒体业务中，视频编码器编码第一个帧为I帧，之后每编码N个P帧再编码一个I帧，这样既能达到刷屏作用，又使得视频带宽不是很大。
PSVT可视电话承载网是基于IP(Internet Protocol：网络之间互连的协议)网络，虽然IP网络的各个路由器和节点要请求具备QOS能力，但是通信质量受网络影响还是比较大。在基于IP网络的多媒体通信中，音视频码流是通过RTP(Real-time Transport Protocol：实时传输协议)传输的，传输层使用UDP(User Datagram Protocol：用户数据报协议)，网络层使用IP协议。当网络阻塞时候，会导致IP包丢失，最终导致音视频质量比较差，当网络畅通时候，IP包丢失率很小，所以音视频效果比较好，终端通过RTP协议可以得知音视频包的丢失率，从而可以判断网络拥塞程度。当网络负荷比较大，稳定性比较差，出现拥塞时，音视频流就会有影响，比如马赛克，图像质量不清晰，几秒内不能及时刷新图像等视频质量问题，会严重影响到用户视觉信息传递。
为了解决上述问题，现有技术常采用如下技术方案解决视频质量问题：
1、降低PSVT(分组域可视电话)的本端和对端的帧速率，降低网络带宽，这样能缓解网络拥塞。
丢包率比较大说明网络可能比较拥塞，VT双方协商降低视频帧速率，从而能够降低网络拥塞程度，改善网络状况，保证音频质量不受影响。相比较视频，音频优先级是比较高的，所以音频的质量首先得到保证。音频带宽一般是12.2K位速率，视频带宽则是32K到64K位速率都可以是人眼能接受范围。
虽然该方案在一定程度上可以缓解网络拥塞程度，保证人能接受音视频通话效果，但是仍然存在下面缺点：
在丢包情况下，视频不能得到及时恢复，比如局部图像模糊和马赛克，因为如果每隔4秒发送编码和发送一个视频I帧，如果该I帧丢失，则需要8秒后才能接收到I帧，这时候图像质量非常差。
2、如果每次检测到丢包，则通过RTCP(Realtime Transport ControlProtocol：实时传输控制协议)告诉对端有丢包请求编码I帧。该方案可以一定程度上恢复视频丢包造成视频质量问题，但是存在下面缺点：
会导致I帧发送频率大，增加VT带宽，会导致更加严重网络堵塞，所以该种方案仍然存在严重缺陷。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种可视电话及利用其提高视频质量的方法，以解决IP可视电话通话中在发生丢包情况下，视频图像不能及时恢复和刷新，无法保证视频质量的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种可视电话，包括：H.323/SIP功能模块、RTP/RTCP功能模块、检测模块和I帧编码控制模块，其中，
所述H.323/SIP功能模块通过网线与IP网络相连，完成基于H.323/SIP协议的呼叫和接听；
所述RTP/RTCP功能模块通过网线与IP网络相连，完成RTP/RTCP协议的音视频编解码、音视频收发和视频显示；
所述检测模块用于在基于H.323/SIP协议和RTP/RTCP协议的多媒体通信过程中对视频质量进行监视，当检测到视频质量较差时候调用所述I帧编码控制模块；当检测到接收到I帧，则向所述I帧编码控制模块发送收到I帧信息；
所述I帧编码控制模块用于向对端发送I帧请求，当接收到所述检测模块发来的收到I帧信息时停止向对端发送I帧请求。
进一步地，上述可视电话还可具有以下特点：还包括视频编码模块，
所述检测模块还用于检测对端是否发来I帧请求，若是则将该I帧请求发送给所述视频编码模块，
所述视频编码模块用于在接收到所述I帧请求时编码一个I帧发送给对端。
进一步地，上述可视电话还可具有以下特点：还包括用于触发所述I帧编码控制模块发送I帧请求的触发键。
本发明还提供利用所述的可视电话提高视频质量的方法，包括：
在基于H.323/SIP协议和RTP/RTCP协议的多媒体通信过程中，任何一端对视频质量进行检测；
若任何一端检测到视频质量较差，则向对端发送I帧请求，
对端接收到请求后向本端发送I帧。
进一步地，上述方法还可具有以下特点：本端接收到对端发来的I帧后停止向对端发送I帧请求。
进一步地，上述方法还可具有以下特点：所述任何一端检测到视频质量较差具体实现为，任何一端检测到视频包丢失率大于阈值或者I帧丢失。
进一步地，上述方法还可具有以下特点：所述向对端发送I帧请求具体实现为，本端将发送的报文数字段设置为非有效值后发送给对端。
进一步地，上述方法还可具有以下特点：所述向对端发送I帧请求具体实现为，本端每隔1秒向对端发送一次I帧请求。
本发明还提供一种利用所述可视电话提高视频质量的方法，包括：在基于H.323/SIP协议和RTP/RTCP协议的多媒体通信过程中，若可视电话检测到用户按下用于触发I帧请求的触发键的信号，则向对端发送I帧请求。
本发明还提供一种利用所述可视电话进行录像的方法，包括：
当所述可视电话开启录像功能时，向对端发送I帧请求；
所述可视电话接收到对端发来的I帧后开始录像。
综上，本发明提供的一种可视电话及利用其提高视频质量的方法，首先、在RTCP协议中对发送的报文数的非有效值作为I帧请求功能，使得可视电话在视频质量差时，能主动向对端请求I帧，从而改善视频效果；第二、在请求对端I帧后，如果没有接收到I帧视频帧，则每隔一秒向对端发送请求，这样设计避免I帧在网络传送过于频繁导致的可视电话视频带宽增加和网络拥塞，使得在不影响网络负载情况下，可以尽快回复因为丢包造成视频质量差问题；第三、为用户提供了在感觉视频质量差时候，可以主动发起I帧请求的功能，使对端发送I帧，从而得以快速恢复视频质量，给用户提供了更多灵活性和选择性；第四、本发明可以主动发起I帧请求，所以还可以给其他业务，比如可视电话录像提供主动发起I帧请求，使得在录像时候不因为等待I帧而要等待2-3秒左右才可以开始录像。
附图说明
图1是根据本发明实施例的可视电话的示意图；
图2是根据本发明实施例的利用所述可视电话提高视频质量的方法的流程图；
图3为根据本发明的利用所述可视电话提高视频质量的方法的应用示例的流程图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明的技术方案进行更详细的说明。
图1是根据本发明实施例的可视电话的示意图。如图1所示，本实施例的可视电话包括：H.323(ITU-T组织制定的基于包网络的多媒体通讯标准)/SIP功能模块、RTP/RTCP功能模块、检测模块和I帧编码控制模块，其中
H.323/SIP功能模块通过网线，例如空中接口及RAN(Radio AccessNetwork：无线接入网络)，与IP网络相连，完成基于H.323/SIP协议的呼叫、接听等回话控制过程。
RTP/RTCP功能模块通过网线，例如空中接口及RAN(Radio AccessNetwork：无线接入网络)，与IP网络相连，完成基于RTP/RTCP协议的音视频编解码、音视频收发和视频显示；
检测模块，用于在基于H.323/SIP协议的PSVT多媒体通信过程中，对视频质量进行监视，当检测到视频质量较差时候，即，视频丢包率达到上限或者丢失视频帧I帧，调用I帧编码控制模块。丢包率达到上限和丢失视频帧I帧都会导致比较严重的视频质量问题。在需要对端发送I帧的状态下，若检测到已经接收到I帧，则会通知I帧编码控制模块停止发送I帧请求。
I帧编码控制模块，通过RTCP协议向对端通知I帧请求，本端在向对端发送RTCP包时，将发送的报文数(sender’s packet count)字段的值设置为非有效值作为请求I帧功能，要求对端编码一个I帧发送给本端；该字段是32比特，含义是表示从开始传输到此SR(发送者报告)包产生时，该发送者发送的RTP包的总数。对端接收到该RTCP包时识别到接收到的报文数字段的值被设置为非有效值，则会通知视频编码器编码一个I帧发送给本端，本端在没有接收到检测模块通知停止发送I帧发送请求的情况下，I帧编码控制模块每隔一秒发送一次I帧编码请求给对端。
本实施例的可视电话还包括视频编码模块，视频编码模块用于在接收到对端发来的I帧请求时编码一个I帧发送给对端。
本实施例的可视电话还可以包括用于触发所述I帧编码控制模块发送I帧请求的触发键。当用户发现可视电话的视频质量差时，可以随时按下该触发键以请求对端发送I帧；这样用户可以在某一刻中进行主动刷屏，给用户提供更多灵活和选择度。
图2是根据本发明实施例的利用所述可视电话提高视频质量的方法的流程图，如图2所示，本实施例的利用所述可视电话提高视频质量的方法，包括如下步骤：
步骤1，在基于H323/SIP和RTP/RTCP协议的多媒体通信过程中，视频PSVT通话双方终端对视频质量进行检测；
通过接收到对端发送的RTCP包，可以检测到视频包的丢失率，同时通过双方协议的帧速率和目前记录已经接受的第几个P帧，可以知道是否已经有I帧丢失。
步骤2，若任何一端检测到视频质量较差，即视频包丢失率大于阈值，例如视频包丢失率大于30％，或者有I帧丢失，则向对端发送I帧请求；
本端通过RTCP协议向对端发送I帧请求，在向对端发送RTCP包时，将发送的报文数字段设置为非有效值(即，将RTCP协议中接收到RTP包个数设置为无效值)作为请求I帧功能，要求对端编码一个I帧发送给本端；该字段是32比特，含义是表示从开始传输到此SR(发送者报告)包产生时，该发送者发送的RTP包的总数。这样可以有效实现I帧请求，而不影响原来RTCP协议在IP可视电话中所起其他音视频同步及检测对端是否活等功能。
在向对端发送I帧请求的过程中，若没有接收到对端发送来I帧，则每隔一定的时段(例如，1秒)向对端发送一次I帧请求；若接收到对端发来I帧，则停止发送I帧请求，这样不会导致I帧请求发送过于频繁，导致视频带宽增加，同时可以提高用户视觉效果。
步骤3、对端接收到本端发来的I帧请求后，编码一个I帧发送给本端。
本实施例的利用所述可视电话提高视频质量的方法可以使得可视电话在视频质量差时，能主动向对方请求I帧，从而改善视频效果。
图3为根据本发明的利用所述可视电话提高视频质量的方法的应用示例的流程图，如图3所示，本应用示例的方法包括下面步骤：
步骤101、利用所述可视电话进行视频通话；
步骤102、从RTP包中解析出视频帧；
步骤103、判断视频帧是否是I帧，如果是I帧，则执行步骤104，否则执行步骤105；
步骤104、记录当前状态为非I帧请求状态，并且将P帧的记录个数复位为0；
步骤105、将P帧记录个数加1；
步骤106、判断P帧的记录个数是否超过对端I帧发送周期的P帧个数或者判断丢包率是否大于阈值；如果P帧的记录个数超过对端I帧发送周期的P帧个数或者丢包率大于阈值，就要两者之一满足条件，则执行步骤107，否则，返回步骤102；
步骤107，记录当前状态为I帧请求状态；
步骤108、向对端发送I帧请求，并且开始每秒送发送I帧请求，可以定时自动重发；
步骤109、判断是否接收并解析到视频I帧，若是则执行步骤110，否则执行步骤111；
步骤110、结束每隔1秒向对端发送I帧请求；
步骤111、继续每隔1秒向对端发送I帧请求。
本发明实施例还提供一种利用所述可视电话提高视频质量的方法，包括：
在基于H.323/SIP协议和RTP/RTCP协议的多媒体通信过程中，若发现可视电话的视频质量差时，可以随时按下用于触发所述I帧编码控制模块发送I帧请求的触发键；
可视电话检测到用户按下用于触发I帧请求的触发键的信号时，向对端发送I帧请求。
本实施例可以给用户提供选择是否在某一刻中进行主动刷屏的方法，所以给用户提供更多灵活和选择度。
本发明实施例还提供利用所述可视电话进行录像的方法，包括：
当所述可视电话开启录像功能时，即触发I帧编码控制模块向对端发送I帧请求；这里触发I帧编码控制模块可以是可视电话开启录像功能时自动触发的，也可以是用户手动进行触发。
可视电话接收到对端发来的I帧后开始录像。
利用本实施例提供的利用所述可视电话进行录像的方法使得在录像时候不需因等待I帧而需要等待2-3秒左右才可以开始录像，当然根据本发明还可以应用于其他业务，这里就不一一例举。
以上实施例仅是为说明根据本发明的可视电话及利用所述可视电话提高视频质量的方法等的示例，不应当理解为对本发明的限制，根据本发明的技术方案及其较佳实施例的描述，可以做出各种可能的等同改变或替换，而所有这些改变或替换都应属于本发明的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1、一种可视电话，包括：H.323/SIP功能模块、RTP/RTCP功能模块、检测模块和I帧编码控制模块，其中，
所述H.323/SIP功能模块通过网线与IP网络相连，完成基于H.323/SIP协议的呼叫和接听；
所述RTP/RTCP功能模块通过网线与IP网络相连，完成RTP/RTCP协议的音视频编解码、音视频收发和视频显示；
所述检测模块用于在基于H.323/SIP协议和RTP/RTCP协议的多媒体通信过程中对视频质量进行监视，当检测到视频质量较差时候调用所述I帧编码控制模块；当检测到接收到I帧，则向所述I帧编码控制模块发送收到I帧信息；
所述I帧编码控制模块用于向对端发送I帧请求，当接收到所述检测模块发来的收到I帧信息时停止向对端发送I帧请求。
2、如权利要求1的所述的可视电话，其特征在于：还包括视频编码模块，
所述检测模块还用于检测对端是否发来I帧请求，若是则将该I帧请求发送给所述视频编码模块，
所述视频编码模块用于在接收到所述I帧请求时编码一个I帧发送给对端。
3、如权利要求1或2的所述的可视电话，其特征在于：还包括用于触发所述I帧编码控制模块发送I帧请求的触发键。
4、一种利用权利要求1所述的可视电话提高视频质量的方法，包括：
在基于H.323/SIP协议和RTP/RTCP协议的多媒体通信过程中，任何一端对视频质量进行检测；
若任何一端检测到视频质量较差，则向对端发送I帧请求，
对端接收到请求后向本端发送I帧。
5、如权利要求4的所述的方法，其特征在于：还包括，
本端接收到对端发来的I帧后停止向对端发送I帧请求。
6、如权利要求4的所述的方法，其特征在于：所述任何一端检测到视频质量较差具体实现为，
任何一端检测到视频包丢失率大于阈值或者I帧丢失。
7、如权利要求4至6任一项所述的方法，其特征在于：所述向对端发送I帧请求具体实现为，
本端将发送的报文数字段设置为非有效值后发送给对端。
8、如权利要求4至6任一项所述的方法，其特征在于：所述向对端发送I帧请求具体实现为，
本端每隔1秒向对端发送一次I帧请求。
9、一种利用权利要求1所述的可视电话提高视频质量的方法，包括：
在基于H.323/SIP协议和RTP/RTCP协议的多媒体通信过程中，若可视电话检测到用户按下用于触发I帧请求的触发键的信号，则向对端发送I帧请求。
10、一种利用权利要求1所述的可视电话进行录像的方法，包括：
当所述可视电话开启录像功能时，向对端发送I帧请求；
所述可视电话接收到对端发来的I帧后开始录像。
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