CN102111381A - 一种流媒体码率动态调整方法、终端及流媒体服务器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种流媒体码率动态调整方法、终端及流媒体服务器。所述流媒体码率动态调整方法包括如下步骤：获取用户设定的流媒体播放的主观感受目标值；获取流媒体播放时的主观感受实际值；根据所述主观感受目标值和主观感受实际值对流媒体码率进行调整。本发明能够根据用户的主观感受进行流媒体码率的动态调整，有效提升了流媒体的业务质量。

Description

一种流媒体码率动态调整方法、终端及流媒体服务器

技术领域

本发明涉及流媒体技术，尤其涉及一种流媒体码率动态调整方法、终端及流媒体服务器。

背景技术

流媒体方式是指把连续的影像和声音信息经过压缩处理后放到流媒体服务器上，使终端可以边下载边播放。由于流媒体业务是一个内容边下载边播放的过程，因此，内容编码速率要与网络带宽相匹配，才能使得终端在播放流媒体视频的时候，尽量避免出现丢包、抖动等情况。可见，在开展流媒体业务时候，如何及时、准确的对流媒体传输的码率进行调整，使之与网络带宽能够有效的进行匹配，是影响用户收看流媒体节目的质量的关键。

关于在网络带宽发生变化的时候，如何调整流媒体传输码率，使之与带宽变化相匹配，现有技术主要有如下两种实现方式：

1、根据丢包率统计进行适配

终端和流媒体服务器建立链接后，终端在接收流媒体视频的过程中，定时发送标准的实时传输控制协议接收报告(RTCP RR)给流媒体服务器，所述RTCP RR中携带有流媒体的丢包率信息。流媒体服务器根据终端反馈的丢包率信息进行流媒体码流速率的调整，从而实现动态带宽的可伸缩性。

2、根据终端缓冲区状况进行适配

终端在接收流媒体时，将接收缓冲区状况通过RTCP RR上报给流媒体服务器，流媒体服务器根据终端缓冲区的状况，来预知网络带宽的变化，并根据预知的网络带宽，动态的对传输码率进行调整，使之与传输的网络带宽匹配，从而可以减少缓冲区的压力，进而能够提升业务的整体质量。

发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术至少存在如下缺陷：

现有技术的动态码率的调整方案都是从传输层面进行考虑，没有对不同的用户进行区别对待。而在收看流媒体视频时，不同用户对节目的感受可能是不一样的，例如，有些用户对马赛客现象很敏感，但对节目的缓冲次数和缓冲的时间则可以容忍；有些用户则对马赛克现象可以容忍，但对缓冲的出现导致影响节目收看的连续性感到不适。

发明内容

本发明的目的是提供一种流媒体码率动态调整方法、终端及流媒体服务器，用以根据用户的主观感受进行流媒体码率的动态调整，从而提升流媒体业务质量。

为实现上述目的，本发明提供技术方案如下：

一种流媒体码率动态调整方法，包括如下步骤：

获取用户设定的流媒体播放的主观感受目标值；

获取流媒体播放时的主观感受实际值；

根据所述主观感受目标值和主观感受实际值对流媒体码率进行调整。

上述的方法，其中，所述根据所述主观感受目标值和主观感受实际值对流媒体码率进行调整的步骤包括：

终端分别计算所述主观感受目标值中的每个指标项与所述主观感受实际值中对应的指标项的差值，得到多个差值；

所述终端对所述多个差值进行加权求和，得到加权求和值；

所述终端在所述加权求和值大于0时，通知流媒体服务器对所述终端的流媒体码率进行下调处理，在所述加权求和值小于0时，通知所述流媒体服务器对所述终端的流媒体码率进行上调处理。

上述的方法，其中，所述获取用户设定的流媒体播放的主观感受目标值的步骤包括：流媒体服务器接收终端上报的用户设定的流媒体播放的主观感受目标值；

所述获取流媒体播放时的主观感受实际值的步骤包括：所述流媒体服务器接收所述终端上报的流媒体播放时的主观感受实际值；

所述根据所述主观感受目标值和主观感受实际值对流媒体码率进行调整的步骤包括：

所述流媒体服务器分别计算所述主观感受目标值中的每个指标项与所述主观感受实际值中对应的指标项的差值，得到多个差值；

所述流媒体服务器对所述多个差值进行加权求和，得到加权求和值；

所述流媒体服务器在所述加权求和值大于0时，对所述终端的流媒体码率进行下调处理，在所述加权求和值小于0时，对所述终端的流媒体码率进行上调处理。

上述的方法，其中，所述主观感受目标值和主观感受实际值中包括如下的指标项：

马赛克时长、缓冲时长、初始化缓冲时长、帧率偏离和/或抖动时长。

一种终端，包括：

目标值获取单元，用于获取用户设定的流媒体播放的主观感受目标值；

实际值获取单元，用于获取流媒体播放时的主观感受实际值；

第一码率调整单元，用于根据所述主观感受目标值和主观感受实际值通知流媒体服务器对本终端的流媒体码率进行调整。

上述的终端，其中，所述第一码率调整单元中包括：

第一差值计算子单元，用于分别计算所述主观感受目标值中的每个指标项与所述主观感受实际值中对应的指标项的差值，得到多个差值；

第一加权求和子单元，用于对所述多个差值进行加权求和，得到加权求和值；

码率调整通知子单元，用于在所述加权求和值大于0时，通知流媒体服务器对本终端的流媒体码率进行下调处理，在所述加权求和值小于0时，通知所述流媒体服务器对本终端的流媒体码率进行上调处理。

一种流媒体服务器，包括：

第二码率调整单元，用于根据终端的下调/上调码率的通知，对所述终端的流媒体码率进行下调/上调处理，所述下调/上调码率的通知由所述终端根据用户设定的流媒体播放的主观感受目标值和流媒体播放时的主观感受实际值确定。

一种终端，包括：

目标值上报单元，用于获取用户设定的流媒体播放的主观感受目标值，并将所述主观感受目标值上报给流媒体服务器；

实际值上报单元，用于获取流媒体播放时的主观感受实际值，并将所述主观感受实际值上报给流媒体服务器，以使所述流媒体服务器根据所述主观感受目标值和主观感受实际值对本终端的流媒体码率进行调整。

一种流媒体服务器，包括：

目标值接收单元，用于接收终端上报的用户设定的流媒体播放的主观感受目标值；

实际值接收单元，用于接收所述终端上报的流媒体播放时的主观感受实际值；

第三码率调整单元，用于根据所述主观感受目标值和主观感受实际值对所述终端的流媒体码率进行调整。

上述的流媒体服务器，其中，所述第三码率调整单元中包括：

第二差值计算子单元，用于分别计算所述主观感受目标值中的每个指标项与所述主观感受实际值中对应的指标项的差值，得到多个差值；

第二加权求和子单元，用于对所述多个差值进行加权求和，得到加权求和值；

码率调整子单元，用于在所述加权求和值大于0时，对所述终端的流媒体码率进行下调处理，在所述加权求和值小于0时，对所述终端的流媒体码率进行上调处理。

本发明根据主观感受目标值和主观感受实际值对流媒体码率进行动态调整，实现了对不同的用户进行区别对待，增强了用户对流媒体业务的体验效果，从而有效提升了流媒体的业务质量。

附图说明

图1为本发明实施例的流媒体码率动态调整方法的流程图；

图2为本发明第一实施例的流媒体码率动态调整系统结构图；

图3为本发明第二实施例的流媒体码率动态调整系统结构图；

图4为图3所示的系统中终端与流媒体服务器之间的信令交互示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明进行详细描述。

首先对用户在收看流媒体节目时的主观感受指标进行介绍。本发明实施例中主要用到如下的主观感受指标：

(1)马赛克时长(Corruption Duration)：用户在收看流媒体视频节目过程，马赛克出现之前播放的最后一帧好图像与马赛克出现之后播放的第一帧好图像之间的时间间隔，也即马赛克存在的时长。

(2)缓冲时长(Rebuffering Duration)：用户在收看流媒体视频节目过程中，出现缓冲时候的缓冲时长。

(3)初始化缓冲时长(Initial Buffering Duration)：用户开始点击流媒体视频节目过程中，初始进行缓冲收看到节目的时长。

(4)帧率偏离(Frame Rate Deviation)：终端实际播放帧率与预先设定的帧率的偏差。

(5)抖动时长(Jitter Duration)：当终端播放时间点与预期播放时间点的时间差大于100毫秒的时候，即播放时候会发生抖动，而抖动时长则表示为抖动发生的持续时长。

本发明实施例正是基于上述主观感受指标来实现对流媒体播放时的码率进行动态调整。

参照图1，本发明实施例的流媒体码率动态调整方法，主要包括如下步骤：

步骤101：获取用户设定的流媒体播放的主观感受目标值；

用户在收看流媒体视频节目之前，或者，在收看流媒体视频节目的过程中，可以根据自己对播放的需求或者喜好，在终端中设定流媒体播放的主观感受目标值，包括：马赛克时长、缓冲时长、初始化缓冲时长、帧率偏离、抖动时长等指标项。

步骤102：获取流媒体播放时的主观感受实际值；

在流媒体播放过程中，终端可以实时或者定期获取流媒体播放时的主观感受实际值，所述主观感受实际值中同样包括：马赛克时长、缓冲时长、初始化缓冲时长、帧率偏离、抖动时长等指标项。

步骤103：根据所述主观感受目标值和主观感受实际值对流媒体码率进行调整。

所述步骤103具体包括：

分别计算所述主观感受目标值中的每个指标项与所述主观感受实际值中对应的指标项的差值，得到多个差值；

对所述多个差值进行加权求和，得到加权求和值；

判断所述加权求和值是否大于0，若是，对所述终端的流媒体码率进行下调处理，否则，对所述终端的流媒体码率进行上调处理。

优选地，还可以记录所述加权求和值小于0的连续发生的次数，只有当所述加权求和值小于0的连续发生的次数达到预设的次数门限时，才对所述终端的流媒体码率进行上调处理，这样能够避免对流媒体码率的误调整。

具体实现时，可以由终端进行上述计算和判断，然后根据判断结果通知流媒体服务器进行流媒体码率的下调/上调处理；也可以由终端将所述主观感受目标值和主观感受实际值上报给流媒体服务器，由所述流媒体服务器进行上述计算和判断，并根据判断结果对所述终端的流媒体码率进行下调/上调处理。

对应于这两种实施方式，本发明提供如下两种流媒体码率动态调整系统的实施例。

参照图2，本发明第一实施例的流媒体码率动态调整系统包括：终端和流媒体服务器，所述终端与流媒体服务器通过网络进行通信。

所述终端中包括：

目标值获取单元，用于获取用户设定的流媒体播放的主观感受目标值；

实际值获取单元，用于获取流媒体播放时的主观感受实际值；

第一码率调整单元，用于根据所述主观感受目标值和主观感受实际值通知流媒体服务器对本终端的流媒体码率进行调整。

其中，所述第一码率调整单元中包括：

第一差值计算子单元，用于分别计算所述主观感受目标值中的每个指标项与所述主观感受实际值中对应的指标项的差值，得到多个差值；

第一加权求和子单元，用于对所述多个差值进行加权求和，得到加权求和值；

码率调整通知子单元，用于在所述加权求和值大于0时，通知流媒体服务器对本终端的流媒体码率进行下调处理，在所述加权求和值小于0时，通知所述流媒体服务器对本终端的流媒体码率进行上调处理。

所述流媒体服务器中包括：

第二码率调整单元，用于根据终端的下调/上调码率的通知，对所述终端的流媒体码率进行下调/上调处理，所述下调/上调码率的通知由所述终端根据用户设定的流媒体播放的主观感受目标值和流媒体播放时的主观感受实际值确定。

参照图3，本发明第二实施例的流媒体码率动态调整系统包括：终端和流媒体服务器，所述终端与流媒体服务器通过网络进行通信。

所述终端中包括：

目标值上报单元，用于获取用户设定的流媒体播放的主观感受目标值，并将所述主观感受目标值上报给流媒体服务器；

实际值上报单元，用于获取流媒体播放时的主观感受实际值，并将所述主观感受实际值上报给流媒体服务器，以使所述流媒体服务器根据所述主观感受目标值和主观感受实际值对本终端的流媒体码率进行调整。

所述流媒体服务器中包括：

目标值接收单元，用于接收终端上报的用户设定的流媒体播放的主观感受目标值；

实际值接收单元，用于接收所述终端上报的流媒体播放时的主观感受实际值；

第三码率调整单元，用于根据所述主观感受目标值和主观感受实际值对所述终端的流媒体码率进行调整。

其中，所述第三码率调整单元中包括：

第二差值计算子单元，用于分别计算所述主观感受目标值中的每个指标项与所述主观感受实际值中对应的指标项的差值，得到多个差值；

第二加权求和子单元，用于对所述多个差值进行加权求和，得到加权求和值；

码率调整子单元，用于在所述加权求和值大于0时，对所述终端的流媒体码率进行下调处理，在所述加权求和值小于0时，对所述终端的流媒体码率进行上调处理。

参照图4，利用图3所示的系统对流媒体码率进行动态调整的过程具体包括如下步骤：

步骤401：终端向流媒体服务器发起实时流媒体协议(RTSP)的DESCRIBE请求，用以请求与所述流媒体服务器建立流媒体链路；

步骤402：流媒体服务器响应所述DESCRIBE请求，向所述终端返回RTSP的200OK消息；

流媒体服务器回复的200OK消息中包含会话描述协议(SDP)信息，所述SDP信息中携带有3GPP-QoE-Adaptation-Support头字段，用以标识所述流媒体服务器支持根据用户主观感受指标进行流媒体码率的动态调整。

步骤403：终端向流媒体服务器发起RTSP的SETUP消息；

终端在SETUP消息中上报3GPP-QoE-Adapation报头信息，通知流媒体服务器用户对流媒体播放的主观感受目标值，并携带媒体链接(url)以及如下的主观感受指标项：马赛克时长(QoE-CD)、缓冲时长(QoE-RD)、初始化缓冲时长(QoE-IBD)、帧率偏离(QoE-FRD)和抖动时长(QoE-JD)。

3GPP-QoE-Adapation报头格式示例如下：

3GPP-QoE-Adapation：url＝″rtsp://192.168.20.31/muti/apH263mnew.3gp″；

QoE-CD＝200；QoE-RD＝100；QoE-IBD＝200；QoE-FRD＝100；QoE-JD＝100

步骤404：流媒体服务器响应SETUP请求，向终端返回200OK消息；

所述200OK消息中携带终端上报的3GPP-QoE-Adapation报头信息，用以通知终端本流媒体服务器正确收到所述上报信息；

步骤405：终端向流媒体服务器发起RTSP的PLAY播放请求；

除了在步骤403中的SETUP消息中上报3GPP-QoE-Adapation信息外，终端也可以在PLAY消息中上报3GPP-QoE-Adapation，通知流媒体服务器用户对流媒体播放的主观感受目标值，格式要求同SETUP消息中对该字段要求。

步骤406：流媒体服务器响应PLAY请求，向终端返回200OK消息；

流媒体服务器根据终端提供的3GPP-QoE-Adapation信息，选择准备播放的视频流，并将流标识(streamid)在200OK消息中通知给终端，具体格式如下：

RTP-Info：

url＝rtsp://192.168.20.31/muti/apH263mnew.3gp/streamid＝0；seq＝0；rtptime＝0，

url＝rtsp://192.168.20.31/muti/apH263mnew.3gp/streamid＝6；seq＝0；rtptime＝0

步骤407：在目前带宽下，流媒体服务器开始向终端下发与用户实际承载网络类型相适配的码率的媒体流；

步骤408：终端在流媒体会话过程中以不大于20秒的周期，向流媒体服务器发起RTSP的OPTIONS或SET_PARAMETER消息；

终端在OPTIONS或SET_PARAMETER消息中上报3GPP-QoE-Adapation，通知流媒体服务器用户的主观感受实际值，格式如下：

SET_PARAMETER rtsp://192.168.50.137/public/BSS/h263_aac_2t_64_40.3gp

RTSP/1.0

CSeq：4

3GPP-QoE-Adapation：

url＝″rtsp://192.168.50.137/public/BSS/h263_aac_2t_64_40.3gp″；

QoE-CD＝100；QoE-RD＝100；QoE-IBD＝100；QoE-FRD＝100；QoE-JD＝100

Session：fe29db58dc2e8963

步骤409：流媒体服务器根据所述主观感受目标值和主观感受实际值对流媒体码率进行调整，向终端下发与目前带宽适配的码率的媒体流；

码率调整机制如下：

Delta＝(QoE-CD_目标-QoE-CD_实际)×a₁+(QoE-RD_目标-QoE-RD_实际)×a₂+(QoE-IBD_目标-QoE-IBD_实际)×a₃+(QoE-FRD_目标-QoE-FRD_实际)×a₄+(QoE-JD_目标-QoE-FRD_实际)×a₅

当Delta＞0时，流媒体服务器向下调整码率。

当Delat＜0时，流媒体服务器向上调整码率。

或者，仅在Delat＜0连续发生的次数达到预定值(例如2次)时，流媒体服务器向上调整码率。

其中，加权系数a₁、a₂、a₃、a₄、a₅的值根据实际业务开展情况，在流媒体服务器侧设置。

步骤410：流媒体正常播放完成，用户主动中止播放或主动关闭播放时(不包括用户暂停播放)，终端向流媒体服务器发出RTSP的TEARDOWN请求；

步骤411：流媒体服务器返回200OK消息。

综上所述，本发明根据主观感受目标值和主观感受实际值对流媒体码率进行动态调整，实现了对不同的用户进行区别对待，增强了用户对流媒体业务的体验效果，从而有效提升了流媒体的业务质量。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (14)

1.一种流媒体码率动态调整方法，其特征在于，包括如下步骤：

获取用户设定的流媒体播放的主观感受目标值；

获取流媒体播放时的主观感受实际值；

根据所述主观感受目标值和主观感受实际值对流媒体码率进行调整。

2.如权利要求1所述的流媒体码率动态调整方法，其特征在于，所述根据所述主观感受目标值和主观感受实际值对流媒体码率进行调整的步骤包括：

终端分别计算所述主观感受目标值中的每个指标项与所述主观感受实际值中对应的指标项的差值，得到多个差值；

所述终端对所述多个差值进行加权求和，得到加权求和值；

所述终端在所述加权求和值大于0时，通知流媒体服务器对所述终端的流媒体码率进行下调处理，在所述加权求和值小于0时，通知所述流媒体服务器对所述终端的流媒体码率进行上调处理。

3.如权利要求1所述的流媒体码率动态调整方法，其特征在于：

所述获取用户设定的流媒体播放的主观感受目标值的步骤包括：流媒体服务器接收终端上报的用户设定的流媒体播放的主观感受目标值；

所述获取流媒体播放时的主观感受实际值的步骤包括：所述流媒体服务器接收所述终端上报的流媒体播放时的主观感受实际值；

所述根据所述主观感受目标值和主观感受实际值对流媒体码率进行调整的步骤包括：

所述流媒体服务器分别计算所述主观感受目标值中的每个指标项与所述主观感受实际值中对应的指标项的差值，得到多个差值；

所述流媒体服务器对所述多个差值进行加权求和，得到加权求和值；

所述流媒体服务器在所述加权求和值大于0时，对所述终端的流媒体码率进行下调处理，在所述加权求和值小于0时，对所述终端的流媒体码率进行上调处理。

4.如权利要求1、2或3所述的流媒体码率动态调整方法，其特征在于，所述主观感受目标值和主观感受实际值中包括如下的指标项：

马赛克时长、缓冲时长、初始化缓冲时长、帧率偏离和/或抖动时长。

5.一种终端，其特征在于，包括：

目标值获取单元，用于获取用户设定的流媒体播放的主观感受目标值；

实际值获取单元，用于获取流媒体播放时的主观感受实际值；

第一码率调整单元，用于根据所述主观感受目标值和主观感受实际值通知流媒体服务器对本终端的流媒体码率进行调整。

6.如权利要求5所述的终端，其特征在于，所述第一码率调整单元中包括：

第一差值计算子单元，用于分别计算所述主观感受目标值中的每个指标项与所述主观感受实际值中对应的指标项的差值，得到多个差值；

第一加权求和子单元，用于对所述多个差值进行加权求和，得到加权求和值；

码率调整通知子单元，用于在所述加权求和值大于0时，通知流媒体服务器对本终端的流媒体码率进行下调处理，在所述加权求和值小于0时，通知所述流媒体服务器对本终端的流媒体码率进行上调处理。

7.如权利要求5或6所述的终端，其特征在于，所述主观感受目标值和主观感受实际值中包括如下的指标项：

马赛克时长、缓冲时长、初始化缓冲时长、帧率偏离和/或抖动时长。

8.一种流媒体服务器，其特征在于，包括：

第二码率调整单元，用于根据终端的下调/上调码率的通知，对所述终端的流媒体码率进行下调/上调处理，所述下调/上调码率的通知由所述终端根据用户设定的流媒体播放的主观感受目标值和流媒体播放时的主观感受实际值确定。

9.如权利要求8所述的流媒体服务器，其特征在于，所述主观感受目标值和主观感受实际值中包括如下的指标项：

马赛克时长、缓冲时长、初始化缓冲时长、帧率偏离和/或抖动时长。

10.一种终端，其特征在于，包括：

目标值上报单元，用于获取用户设定的流媒体播放的主观感受目标值，并将所述主观感受目标值上报给流媒体服务器；

实际值上报单元，用于获取流媒体播放时的主观感受实际值，并将所述主观感受实际值上报给流媒体服务器，以使所述流媒体服务器根据所述主观感受目标值和主观感受实际值对本终端的流媒体码率进行调整。

11.如权利要求10所述的终端，其特征在于，所述主观感受目标值和主观感受实际值中包括如下的指标项：

马赛克时长、缓冲时长、初始化缓冲时长、帧率偏离和/或抖动时长。

12.一种流媒体服务器，其特征在于，包括：

目标值接收单元，用于接收终端上报的用户设定的流媒体播放的主观感受目标值；

实际值接收单元，用于接收所述终端上报的流媒体播放时的主观感受实际值；

第三码率调整单元，用于根据所述主观感受目标值和主观感受实际值对所述终端的流媒体码率进行调整。

13.如权利要求12所述的流媒体服务器，其特征在于，所述第三码率调整单元中包括：

第二差值计算子单元，用于分别计算所述主观感受目标值中的每个指标项与所述主观感受实际值中对应的指标项的差值，得到多个差值；

第二加权求和子单元，用于对所述多个差值进行加权求和，得到加权求和值；

码率调整子单元，用于在所述加权求和值大于0时，对所述终端的流媒体码率进行下调处理，在所述加权求和值小于0时，对所述终端的流媒体码率进行上调处理。

14.如权利要求12或13所述的流媒体服务器，其特征在于，所述主观感受目标值和主观感受实际值中包括如下的指标项：

马赛克时长、缓冲时长、初始化缓冲时长、帧率偏离和/或抖动时长。

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