CN101662676B - 流媒体缓冲的处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及网络电视流媒体技术，尤其涉及一种流媒体缓冲的处理方法。本发明公开了一种流媒体缓冲的处理方法，解决现有技术中采用信令反馈的方式来处理媒体流的同步而带来加重服务器负担及影响视频播放的质量与效率的问题。其技术方案的要点是：包括以下步骤：a.捕获视频流，解析获得视频流码率和网络平均速率；b.设定三个阈值将缓冲区划分为四个区间；c.计算缓冲区最大长度和当前缓冲区使用率；d.根据当前缓冲区使用率在缓冲区的四个区间中所处的区间位置，对解码回放模块进行解码播放速率调整。本发明的有益效果是：有效地缓解网络延时和抖动现象，解决时钟漂移问题，从而提高视频播放的质量与效率，适用于流媒体播放。

Description

流媒体缓冲的处理方法

技术领域

本发明涉及网络电视流媒体技术，具体的说是涉及一种流媒体缓冲的处理方法。

背景技术

随着网络技术的快速发展，网络视频流业务的应用日益广泛，包括VOD(视频点播)和IPTV(网络电视)逐渐走入人们的生活。这些应用对Qos(服务质量)的要求很高，为了达到播放质量的要求，端到端的速率必须能够保持同步。

目前，对于IP网络媒体流的同步问题，一个常用的解决方法是通过信令反馈。由播放终端向服务器发出相应的“信令”，服务器根据收到的信令调整发送的速率，从而适应播放终端的解码回放模块进行解码播放。IPTV是一种服务器下推方式的应用，服务器按照可控的比特率和节目日程安排把视频数据发送到多个终端。反馈信令会增加服务器负担，令服务器难于扩展，而且服务器也难于兼顾所有的终端的不同情况做出发送速率的调整。同时反馈信令的方式还面临着反馈延时的问题，影响视频播放的质量与效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提出一种流媒体缓冲的处理方法，解决现有技术中采用信令反馈的方式来处理媒体流的同步而带来加重服务器负担及影响视频播放的质量与效率的问题。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：流媒体缓冲的处理方法，包括以下步骤：

a.捕获视频流，解析获得视频流码率和网络平均速率；

b.设定三个阈值将缓冲区划分为四个区间，三个阈值从小到大依次为U1、U2、U3，其中U1、U2、U3表示的是缓冲区的使用率；

c.通过视频流码率和网络平均速率计算缓冲区最大长度，并根据缓冲区最大长度与当前缓冲区的数据量计算当前缓冲区使用率；

d.根据当前缓冲区使用率在缓冲区的四个区间中所处的区间位置，对解码回放模块进行解码播放速率调整；

所述步骤c中，计算缓冲区最大长度的方法是：

L_buffer＝η(V-v_new)，其中η为辅助系数，v_new为网络平均速率，

V为视频流码率；计算当前缓冲区使用率的方法是：

其中，

L_t为t时刻缓冲区的数据量，L_buffer为缓冲区最大长度。

进一步，所述步骤d中对解码回放模块进行解码播放速率调整的方法是：

d1.当0＜θ_t≤U 1时，采用减速播放策略，解码播放速率调整为V＝Vα，其中，减速因子

d2.当U2＜θ_t≤U3时，采用加速播放策略，解码播放速率调整为V＝Vβ，其中，加速因子

d3.当U3＜θ_t≤1时，采用加速丢弃播放策略，解码播放速率调整为V＝Vβ，其中，加速因子并主动丢弃B帧。

进一步，U₁＝0.2，U₂＝0.7，U₃＝0.9。

本发明的有益效果是：保证系统资源的合理利用，有效地缓解网络延时和抖动现象，解决时钟漂移问题，从而提高视频播放的质量与效率。

附图说明

图1为本发明的方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步的描述。

本发明针对现有技术中采用信令反馈的方式来处理媒体流的同步而带来加重服务器负担及影响视频播放的质量与效率的问题，提出了一种流媒体缓冲的处理方法，该方法采用终端缓冲技术将IP网络媒体流的同步问题交给终端自己处理，并根据缓冲区的实际情况对解码播放速率进行动态调整，有效地缓解了网络延迟和抖动现象，解决了IP网络媒体流的同步问题，同时提高了视频播放的质量与效率。

如图1所示，本发明中的流媒体缓冲的处理方法，包括以下步骤：a.捕获视频流，解析获得视频流码率和网络平均速率；b.设定三个阈值将缓冲区划分为四个区间，三个阈值从小到大依次为U1、U2、U3，其中U1、U2、U3表示的是缓冲区的使用率；c.通过视频流码率和网络平均速率计算缓冲区最大长度，并根据缓冲区最大长度与当前缓冲区的数据量计算当前缓冲区使用率；d.根据当前缓冲区使用率在缓冲区的四个区间中所处的区间位置，对解码回放模块进行解码播放速率调整。

实施例：

本例中的流媒体缓冲的处理方法采用以下步骤实现：a.捕获视频流，解析获得视频流码率和网络平均速率；通过记录一定时间t内接收到的数据包的个数n及其大小b，就可以计算出媒体流的网络平均速率，即

进一步为了平滑网络传输过程中的抖动，采用滑动加权平均法来平滑媒体流的网络平均速率，即

(0＜γ＜1)式中：γ是加权系数；

是上次的平均速率；v_new是当前采样的平均速率。

b.设定三个阈值将缓冲区划分为四个区间，三个阈值从小到大依次为下警戒线U1、上警戒线U2、丢弃警戒线U3，其中U1、U2、U3表示的是缓冲区的使用率；

c.通过视频流码率和网络平均速率计算缓冲区最大长度，并根据缓冲区最大长度与当前缓冲区的数据量计算当前缓冲区使用率；计算缓冲区最大长度的方法是：

L_buffer＝η(V-v_new)，其中η为辅助系数，经过测试η取1.8比较合适，v_new为网络平均速率，

V为视频流码率；计算当前缓冲区使用率的方法是：

其中，

L_t为t时刻缓冲区的数据量，L_buffer为缓冲区最大长度。

d.根据当前缓冲区使用率在缓冲区的四个区间中所处的区间位置，对解码回放模块进行解码播放速率调整，包括以下几种状态：

d1.当0＜θ_t≤U 1时，为了防止缓冲区有可能排空，使得播放器停顿，对解码播放模块采用减速播放策略，解码播放速率调整为V＝Vα，其中，减速因子

d2.当前缓冲区使用率θ_t在U₁与U₂之间变化时，此时播放同步，解码播放模块无需做任何调整；

d3.当U₁＜θ_t≤U₂时，为了防止缓冲区有可能溢满，使得播放器停顿，对解码播放模块采用加速播放策略，解码播放速率调整为V＝Vβ，其中，加速因子

d4.当U₂＜θ_t≤1时，此时单靠加速播放已经无法解决问题，必须采用选择性丢帧的手段，为了防止服务器发送速率太快，缓冲区上溢，对解码播放模块采用加速丢弃播放策略，解码播放速率调整为V＝Vβ，其中，加速因子并主动丢弃B帧。

经过实践证明：取下警戒线U₁＝0.2，上警戒线U₂＝0.7，丢弃警戒线U₃＝0.9时，缓冲区调节效果最佳。

Claims (3)

1.流媒体缓冲的处理方法，其特征在于：包括以下步骤：

a.捕获视频流，解析获得视频流码率和网络平均速率；

b.设定三个阈值将缓冲区划分为四个区间，三个阈值从小到大依次为U1、U2、U3，其中U1、U2、U3表示的是缓冲区的使用率；

c.通过视频流码率和网络平均速率计算缓冲区最大长度，并根据缓冲区最大长度与当前缓冲区的数据量计算当前缓冲区使用率；

d.根据当前缓冲区使用率在缓冲区的四个区间中所处的区间位置，对解码回放模块进行解码播放速率调整；

所述步骤c中，计算缓冲区最大长度的方法是：

L_buffer＝η(V-v_new)，其中η为辅助系数，v_new为网络平均速率，

V为视频流码率；计算当前缓冲区使用率的方法是：

其中，

L_t为t时刻缓冲区的数据量，L_buffer为缓冲区最大长度。

2.如权利要求1所述的流媒体缓冲的处理方法，其特征在于：所述步骤d中对解码回放模块进行解码播放速率调整的方法是：d1.当0＜θ_t≤U₁时，采用减速播放策略，解码播放速率调整为V＝Vα，其中，减速因子

d2.当U2＜θ_t≤U3时，采用加速播放策略，解码播放速率调整为V＝Vβ，其中，加速因子

d3.当U3＜θ_t≤1时，采用加速丢弃播放策略，解码播放速率调整为V＝Vβ，其中，加速因子

并主动丢弃B帧。

3.如权利要求1或2中任意一项所述的流媒体缓冲的处理方法，其特征在于：U₁＝0.2，U₂＝0.7，U₃＝0.9。