CN102572399B - 提高svc视频流传输的服务质量的方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了提高SVC视频流传输的服务质量的方法及设备，由SVC视频流的解码器发送携带SVC视频流的四元组和SVC分层解码套餐类型信息的消息，使得沿途的网络设备能够获知SVC视频流的四元组和SVC分层解码套餐类型信息，并仅对符合四元组的IP报文进行深层报文探测，从而在不影响网络设备转发性能和不增加网络带宽消耗的前提下，提高了SVC视频流传输的服务质量。

Description

提高SVC视频流传输的服务质量的方法及设备

技术领域

本发明涉及网络技术领域，特别涉及提高SVC视频流传输的服务质量的方法及设备。

背景技术

IP视频监控已经成为安防领域的主流和未来。充分利用IP网络的特性可以为监控业务带来很多意想不到的好处。由于存在不同的网络和不同的终端，客户对视频编码的可伸缩性方面的要求也越来越迫切，因此，SVC技术应运而生。

SVC(可伸缩性视频编码)是一种能将视频流分割为多个分辨率、质量和帧速率层的技术。

图1为H.264 SVC分层结构示意图。SVC分层编码技术实现了空域和时域的分层编码。其中，空域的分层编码是指一帧图像可以分为基本层信息(T0)和各高阶附加层信息(T1-Tn)，只要基本层信息不丢失，就能保证解码器解码出最基本的图像，从而保证视频播放的流畅性；而时域分层编码技术则允许按照规律丢弃一些帧，这样就允许用户选择高质量的图像而放弃一定程度的流畅度。

采用SVC分层编码技术的编码器会将所有层阶信息的IP报文经沿途的网络设备发送到解码器，由解码器根据本端的SVC分层解码套餐类型，对需要的层阶信息IP报文作解码处理，丢弃其余层阶的IP报文。

为了达到SVC的基本层信息不丢失的目的，业界通常采用FEC(前向纠错)技术来实现。即：编码端为基本层信息提供冗余数据，这些冗余数据随同常规视频流一起发送到解码器，如果丢失一部分基本层信息，冗余数据可以提供恢复基本层视频所需要的信息。

但是冗余信息本身增加了视频流的码率，在一个因为拥塞而造成丢包的环境中，这种措施可能会雪上加霜，加剧网络拥塞。

现有技术中另一种较常采用的技术是QOS(服务质量)配置，即：在所有的网络设备上静态配置流分类，为包含SVC基本层信息的数据包提高转发优先级。这种技术方案要求网络设备对数据流进行深层次的探测(即：对业务流进行解析)，而要求网络设备对所有的数据流都进行深层次的检测对于网络设备来说是一种较大的负担，并且，该技术方案需要为所有网络设备静态配置流分类，配置工作量也比较大，规划复杂。

一种改进的技术方案是：编码器在发送IP报文时就在包头部打上标记，以标记此数据包包含了基本层信息。但这要求编码器与整个方案的提供商是同一家，如果编码器是第三方的，就无法保证此技术方案的正常实施。

还有一种可能的技术方案是资源预留技术，即预先进行配置，为需要保障的业务提前预留带宽。这种技术方案同样存在配置工作量大，规划复杂的问题。

发明内容

本发明提供了提高SVC视频流传输的服务质量的方法及设备，以在不影响网络设备转发性能和不增加网络带宽消耗的前提下，提高SVC视频流传输的服务质量。

本发明提供的一种提高SVC视频流传输的服务质量的方法，适用于对所述SVC视频流进行解码的解码器，该方法包括：

所述解码器发送第一消息；所述第一消息中携带：所述SVC视频流的四元组信息和SVC分层解码套餐类型信息，所述四元组信息包含：所述SVC视频流的源IP地址、源端口号、目的IP地址和目的端口号；

所述第一消息用于通知所述第一消息转发路径上的各个网络设备优先转发所述SVC视频流的解码所需层阶的IP报文。

本发明提供的一种解码器，用于对SVC视频流进行解码，该解码器包括：第一主控模块和第一通信模块，其中：

所述第一主控模块，用于生成第一消息，所述第一消息中携带：SVC视频流的四元组信息和SVC分层解码套餐类型信息，所述四元组信息包含：所述SVC视频流的源IP地址、源端口号、目的IP地址和目的端口号；所述第一消息用于通知所述第一消息转发路径上的各个网络设备优先转发所述SVC视频流的解码所需层阶的IP报文；

所述第一通信模块，用于发送所述第一消息。

本发明提供的一种提高SVC视频流传输的服务质量的方法，适用于所述SVC视频流传输路径上的网络设备，该方法包括：

接收所述SVC视频流的解码器发送的第一消息，并对所述第一消息进行解析，从中获取并记录所述SVC视频流的四元组信息和SVC分层解码套餐类型信息；

在进行IP报文转发时，根据所记录的四元组信息，对符合所述四元组信息的IP报文进行深层报文探测，得到所述IP报文隶属的层阶，并根据所述SVC分层解码套餐类型和所述IP报文隶属的层阶，优先转发所述SVC视频流的解码所需层阶的IP报文。

本发明提供的一种网络设备，用于传输SVC视频流，该网络设备包括：第二主控模块、存储模块和第二通信模块，其中：

所述第二通信模块，用于将接收自所述SVC视频流的解码器的第一消息发送给第二主控模块；

所述第二主控模块，用于对所述第一消息进行解析，从中获取所述SVC视频流的四元组信息和SVC分层解码套餐类型信息，并将所获取的信息存储于存储模块中；在进行报文转发时，根据存储模块所存储的四元组信息，对符合所存储的四元组信息的IP报文进行深层报文探测，得到所述IP报文隶属的层阶，并根据对应的SVC分层解码套餐类型和所述IP报文隶属的层阶，优先转发所述SVC视频流的解码所需层阶的IP报文。

由上述实施例可见，本发明技术方案由于采取了由解码器发送携带SVC视频流的四元组和SVC分层解码套餐类型信息的消息的方式，使得沿途的网络设备能够自动获知SVC视频流的四元组和SVC分层解码套餐类型信息，并仅对符合四元组的IP报文进行深层报文探测，从而能够带来以下有益效果：

1、不影响网络设备平时的转发性能，不必在任何时候都对所有流量进行深层报文探测；

2、不要求编码端在IP报文中增加冗余信息，降低了编码端的压力；

3、由于没有冗余信息，不会增加视频流的码率，节省了网络带宽消耗；

4、网络设备可以在发现自身转发能力不足时，有选择地丢弃解码非必须层阶的IP报文，并在必要时丢弃部分解码所需层阶的IP报文，同时及时通知解码器，这有利于解决拥塞问题。

可见，本发明提出的技术方案能够提高SVC视频流传输的服务质量(QoS)。

附图说明

图1为H.264 SVC分层结构示意图；

图2为本发明一较佳处理流程示意图；

图3为本发明一较佳实施例中通告报文的结构示意图；

图4为本发明一较佳解码器的组成结构示意图；

图5为本发明一较佳网络设备的组成结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明作进一步详细说明。

本发明的主要思想是：在解码器和网络设备都可控的情况下(这个要求通常可以满足，因为解决方案提供商通常会要求解码器和网络由自己提供，而前端编码器或IPC(IP网络编码器)等融合第三方设备)，当解码器发现其自身当前接收到的是采用SVC分层编码技术进行编码的视频流(以下简称SVC视频流)时，发送一个消息。该消息中包含：视频流的源IP地址、源端口号、目的IP地址和目的端口号四元组，以及SVC分层解码套餐类型信息。该消息转发路径上的各网络设备收到该消息后，开始对符合该四元组信息的IP报文进行深层报文探测。如果SVC分层解码套餐类型是“追求流畅度”，网络设备则将承载SVC基本层信息的IP报文送入高优先级转发队列；如果SVC分层解码套餐类型是“追求清晰度套餐”，网络设备则将该套餐类型所必需的各层阶的IP报文送入高优先级转发队列。当网络设备拥塞时，将根据不同的套餐类型对不同层阶的IP报文进行丢弃。

在具体实现时，解码器可以向编码器发送上述消息，从而使SVC视频流转发路径上的各网络设备均能采用本发明技术方案控制报文探测的深度；解码器也可以只向SVC视频流转发路径上的部分网络设备(例如：发生拥塞的网络设备)发送上述消息，从而使该部分网络设备采用本发明技术方案控制报文探测的深度。本发明不限定解码器发送上述消息的具体方式，只要使该消息转发路径上的各个网络设备能够获知需要优先转发该SVC视频流的解码所需层阶的IP报文即可。

通常，在收发转发路径对称的网络架构下进行IP视频监控，因此，编码器向解码器发送SVC视频流的路径与解码器向编码端发送消息的路径是相同的，能够保证SVC视频流所流经的网络设备均接收到本发明所述消息，从而保证本发明技术方案的正常实施。

下面结合附图通过一个较佳实施例对本发明技术方案进行详细说明。该较佳实施例中，以解码器可以向编码器发送消息为例进行说明。

图2为本发明一较佳处理流程示意图。下面分部分对图2所示处理流程进行说明。

第一部分：解码器的处理

解码器收到SVC视频流时，向编码器发送消息。

当IP视频监控实况业务发生变化时，比如新的SVC视频流加入时，根据该SVC视频流的流标记，解码器可以识别出当前视频流是否为SVC视频流。在解码器识别出当前视频流为SVC视频流时，或者在解码器改变现有SVC视频流的SVC分层解码套餐类型时，解码器向编码器发送第一消息，第一消息中包含：四元组信息(SVC视频流的源IP地址、源端口号、目的IP地址和目的端口号)以及SVC分层解码套餐类型信息。

在具体实现时，可以通过对现有消息进行扩展的方式构造符合本发明需要的第一消息。例如：可以对SIP协议的NOTIFY(通告)消息或DO消息等进行扩展。下面以对NOTIFY消息进行扩展为例进行说明。

在UDP首部的数据字段中增加标记位以标记该消息是第一消息，并在NOTIFY消息的消息体中增加四元组(Four Element)字段和套餐层阶(Layer)字段，其中，四元组字段用于携带四元组信息，套餐层阶字段用于携带SVC分层解码套餐类型信息，如图3所示。其中：

标记位：占用数据字段的前2比特。例如：若取值为“11”，则表示这是一条由解码器发往编码器的特殊NOTIFY消息。网络设备在转发报文时，根据该标记位识别出是特殊NOTIFY消息后，进一步解析消息中所携带的信息，并作进一步处理。

四元组字段：包含SVC视频流IP报文的源IP地址、源端口号、目的IP地址和目的端口号信息。

套餐层阶字段：该字段的取值为“Tn”(n＝0、1、2、3、4)。

如果解码器要求的解码效果是“追求流畅度”，则置该字段的值为“T0”，说明本解码器仅需对构成T0层的各帧进行解码，其余各层阶的帧可以被丢弃，网络设备需要保证T0层IP报文的优先转发。

如果解码器要求的解码效果是“追求清晰度套餐”，说明除T0之外还有其它上层Tn需要被解码，根据具体的SVC分层解码套餐类型，确定解码所需层阶的Tn值，将套餐层阶字段的值置为Tn。

通过四元组字段和套餐层阶字段，网络设备就可以从众多视频流的IP报文中，识别出需作进一步处理的IP报文。

当某SVC视频流关闭时，解码器按照与上述类似的方法向编码端发送第二消息，第二消息中至少包含被关闭的SVC视频流的四元组信息，以通知该消息转发路径上的各网络设备该SVC视频流被关闭。例如：可以将上述示例中的标记位置为“00”以标记该消息，并在该消息中仍然携带四元组字段。

由于该单播通告消息是对SIP协议的NOTIFY进行扩展得到的消息，其传输的可靠性可以借助SIP协议栈的确认机制来保证。若编码器由第三方提供，不支持NOTIFY消息的ACK应答机制，则可以由解码器通过定时重发机制，尽可能地保证消息的可靠传输。比如：每隔1秒发1次消息，连续发送3次，就视为编码器端已接收该消息。

图4为本发明一较佳解码器的组成结构示意图。该解码器用于对SVC视频流进行解码，解码器中包括：第一主控模块410和第一通信模块420，其中：

第一主控模块410，用于生成第一消息，该第一消息中携带：SVC视频流的四元组信息和SVC分层解码套餐类型信息，所述四元组信息包含：所述SVC视频流的源IP地址、源端口号、目的IP地址和目的端口号；第一消息用于通知第一消息转发路径上的各个网络设备优先转发所述SVC视频流的解码所需层阶的IP报文；

第一通信模块420，用于发送第一消息。

在SVC视频流被关闭时，图4所示解码器中的第一主控模块410还用于生成第二消息，第二消息中携带：被关闭的SVC视频流的四元组信息和SVC分层解码套餐类型信息；第二消息用于通知第二消息转发路径上的各个网络设备停止优先转发所述被关闭的SVC视频流的解码所需层阶的IP报文；此时，第一通信模块410还用于发送第二消息。

第一通信模块420还可以用于从网络设备接收第三消息；此时，第一主控模块410，还用于根据第三消息中携带的层阶信息，将相应的SVC视频流的SVC分层解码套餐类型改变为与该层阶信息相应的SVC分层解码套餐类型。

第二部分：网络设备的处理

消息转发路径上的各网络设备收到第一消息后，开始对符合第一消息中所携带的四元组信息的IP报文进行深层报文探测。如果解码器要求的解码效果是“追求流畅度”，则将内部包含SVC基本层(T0)信息的IP报文送入高优先级转发队列；如果解码器要求的解码效果是“追求清晰度套餐”，则将内部包含了SVC较高层阶(T0-Tn)信息的IP报文送入高优先级转发队列。

仍然以上述对SIP协议的NOTIFY消息进行扩展为例，网络设备收到IP报文后的处理过程如下：

1)网络设备维护一张如表1所示的SVC流信息(SVC Stream Information)表。

表1

表1 中的每一条记录对应于一个SVC视频流，表中各字段的含义如下：索引(Index)字段：为记录的索引号；

四元组(Four Element)字段：表示SVC视频流的四元组信息；

解码层阶(Decoding Layer)字段：表示SVC视频流的解码所需层阶的Tn值；

丢弃层阶(Droped Layer)字段：在网络设备发生拥塞时，若当前接收到的SVC视频流IP报文隶属的层阶大于该字段的取值，则可以对该IP报文作丢弃处理，该字段的默认初始值等于解码层阶字段的值。

2)网络设备在报文转发过程中，检测到UDP首部的数据字段的“标记位”为“11”或“00”的NOTIFY消息时，继续对该NOTIFY消息的内容作深层次的解析，如果“标记位”为“11”，则根据所得到的四元组信息和SVC分层解码套餐层阶信息在SVC流信息表中生成一条新的记录，如果标记位为“00”，则根据所得到的四元组信息在SVC流信息表中查找相应的记录，将该记录删除。

3)网络设备在转发IP报文时，根据自身所维护的SVC流信息表，对符合表中任意一条记录的四元组字段信息的SVC视频流IP报文进一步作深层报文探测；对于除此之外的其他IP报文，不作任何特殊处理。

4)在对符合要求的SVC视频流IP报文作深层报文探测时，网络设备探测该IP报文的视频流有效载荷(PayLoad)信息，以确定该IP报文隶属的层阶。

5)确定IP报文隶属的层阶后，与该记录中对应的丢弃层阶字段的取值进行比较，若比较结果是小于等于，则将该IP报文送入高优先级转发队列；否则，该IP报文仍按原转发策略转发，转发的服务质量不予保证。

消息转发路径上的各网络设备收到上述NOTIFY消息，均作上述处理操作，以确保解码所需层阶的IP报文在本节点优先转发。

当收到解码器发送给编码器的第二消息时，对第二消息进行解析，从中获取被关闭的SVC视频流的四元组信息，并从SVC流信息表中将与该四元组信息所对应的记录删除。

第三部分：网络设备与解码器的智能联动

当某网络设备发生拥塞时，会将待发送的报文暂存在缓存中，但缓存大小毕竟是有限的，若业务流量仍然持续增加，势必会发生缓存溢出，并导致后续报文都被丢弃，其后果的严重性是不可估量的。

本实施例中，当某网络设备发现自身缓存不够时，需要丢弃当前接收到的IP报文，在丢弃时，优先丢弃各SVC视频流的解码非必需层阶的IP报文；若拥塞依然存在，则需要继续丢弃一部分SVC视频流的解码必需层阶的IP报文，为优先保证解码器图像的流畅性，网络设备从解码必需层阶的IP报文中有选择性地自动丢弃一部分较高层阶的IP报文，并通知相应的解码器。

具体的处理步骤如下：

1、若本节点网络设备发现缓存不够，即缓存即将溢出时，查询SVC流信息表，从中选择一条丢弃层阶字段的值最大的记录作为待丢弃记录，如有多条符合该条件的记录，则随机选择一条，启动第一定时器，并对当前接收到的IP报文进行探测，如果根据四元组信息确定该IP报文是待丢弃记录所对应的SVC视频流的IP报文，并且该IP报文隶属的层阶大于该待丢弃记录的丢弃层阶字段的值(即：该IP报文是该SVC视频流的解码可选层阶的IP报文)，则对该IP报文作丢弃处理，从而达到缓解转发队列拥塞的效果。

上面的例子中是为了优先保证解码器图像的流畅性，而选择了一条丢弃层阶字段的值最大的记录进行丢弃。实际上，如果不考虑流畅性优先，也可以任意选择一条记录进行丢弃，因为丢弃的均为解码可选层阶的IP报文。

2、若第一定时器超时，拥塞问题没有解决，则继续执行步骤1，对下一个SVC视频流的解码可选层阶的IP报文进行丢弃，直至拥塞问题解决。

第一定时器每超时一次，增加一个被丢弃IP报文的SVC视频流，即增加一条待丢弃记录，同时，继续对已有的待丢弃记录丢弃IP报文，也就是说，丢弃的范围越来越大。

若SVC流信息表中所有记录所对应的SVC视频流的解码可选层阶的IP报文当前均在被丢弃，即：当前SVC流信息表中记录的所有的SVC视频流均已被丢弃解码非必需层阶的IP报文，但拥塞仍然没有得到解决，网络设备则开始有选择性地丢弃一部分应该保证转发的IP报文。具体的处理流程如下：

1’、网络设备查询SVC流信息表，从中选择一条丢弃层阶字段的值最大的记录，若有多条符合该条件的记录，则随机选择一条，将该记录的丢弃层阶字段的值减一，并启动第二定时器。后续在转发该条记录所对应的SVC视频流的IP报文的过程中，网络设备将根据丢弃层阶字段的当前值对IP报文进行丢弃处理。

2’、网络设备根据SVC流信息表中的四元组字段，向解码必需层阶IP报文被丢弃的解码器发送第三消息，将所丢弃的层阶通知解码器。例如，仍然可以对现有NOTIFY消息进行扩展，增加标记位、四元组字段和丢弃层阶字段。其中：标记位表示这是一条由网络设备发往编码端的特殊NOTIFY消息，丢弃层阶字段的取值设置为该网络设备的SVC流信息表中对应记录的丢弃层阶字段的当前值。通过该消息，可以提醒解码器切换到适合的SVC分层解码套餐类型，以临时规避因丢包所引发的花屏等图像质量问题。

3’、若第二定时器超时，拥塞问题没有解决，则继续执行步骤1’和2’，对下一个SVC视频流的丢弃层阶字段的值减一，直至拥塞问题解决。

上述步骤1’中，为优先保证解码器图像的流畅性，网络设备采取了从SVC流信息表中选择一条丢弃层阶字段的值最大的记录来丢弃解码必需层阶的IP报文。实际上，如果不优先考虑解码器图像的流畅性，网络设备可以从SVC流信息表中任意选择一条来丢弃，但最好保证T0层信息的优先转发。

当IP视频监控业务发生变化时，比如某SVC视频流关闭、新的SVC视频流加入或解码器改变现有SVC视频流的SVC分层解码套餐类型时，根据本发明，解码器均将向编码器发送相应的单播通知消息，使得消息转发路径上的网络设备能够根据消息中的内容实时更新本地所维护的SVC流信息表。当表项有更新时，网络设备将根据本发明提出的上述丢弃策略，重新选择SVC视频流IP包作丢弃处理。

特别地，在收到解码器发送给编码器的第二消息时，对第二消息进行解析，从中获取被关闭的SVC视频流的四元组信息，并从SVC流信息表中将与该四元组信息所对应的记录删除，然后，判断当前是否存在被降低层阶的SVC视频流，如果不存在，则继续按照上述丢弃策略进行IP报文的丢弃，如果存在，则启动第三定时器，判断在第三定时器超时之前网络设备的拥塞是否得到解决，如果得到解决，则对已被降低层阶的SVC视频流的SVC分层解码套餐类型信息进行恢复，即：将各记录的丢弃层阶字段的取值恢复为等于解码层阶字段，并通知相应的解码器。

如此，网络设备可以实时感知网络资源的变化，及时调整优先转发和丢弃操作，并根据当前网络中可用带宽资源的变化，有选择性的恢复已作丢弃处理的IP报文的转发，从而避免解码所需层阶的IP报文持续被丢弃的问题。

图5为本发明一较佳网络设备的组成结构示意图。图5所示网络设备用于传输SVC视频流，包括：第二主控模块510、存储模块520和第二通信模块530，其中：

第二通信模块530，用于将接收自SVC视频流的解码器的第一消息发送给第二主控模块510；

第二主控模块510，用于对第一消息进行解析，从中获取SVC视频流的四元组信息和SVC分层解码套餐类型信息，并将所获取的信息存储于存储模块520中；在进行报文转发时，根据存储模块所存储的四元组信息，对符合所存储的四元组信息的IP报文进行深层报文探测，得到该IP报文隶属的层阶，并根据对应的SVC分层解码套餐类型和该IP报文隶属的层阶，优先转发SVC视频流的解码所需层阶的IP报文。

较佳地，在所述网络设备发生拥塞时，第二主控模块510还可以用于执行以下操作：

从存储模块520存储有四元组信息和SVC分层解码套餐类型信息的SVC视频流中任意选择一个作为待丢弃SVC视频流，启动第一定时器，对当前接收到的符合该待丢弃SVC视频流的四元组信息的IP报文进行深层报文探测，得到该IP报文隶属的层阶，并根据待丢弃SVC视频流的SVC分层解码套餐类型和该IP报文隶属的层阶，将待丢弃SVC视频流的解码非必需层阶的IP报文丢弃；若第一定时器超时，网络设备的拥塞没有解决，则循环执行上述操作，直至解决网络设备的拥塞。

进一步地，在存储模块520存储有四元组信息和SVC分层解码套餐类型信息的SVC视频流当前均已被丢弃解码非必需层阶的IP报文，且网络设备的拥塞没有解决的情况下，第二主控模块510还可以用于执行以下操作：

从所述SVC视频流中任意选择一个SVC分层解码套餐类型信息大于T0层的SVC视频流，在所存储的该SVC视频流的SVC分层解码套餐类型信息大于T0层的前提下，启动第二定时器，通知存储模块520将该SVC视频流的SVC分层解码套餐类型信息降低一个层阶，并根据降低后的层阶对该SVC视频流的IP报文进行丢弃，并构造第三消息，将该SVC视频流的四元组信息和降低后的层阶信息通知携带于第三消息中；若第二定时器超时，网络设备的拥塞没有解决，则循环执行上述操作，直至解决网络设备的拥塞；此时，第二通信模块530，还用于将所述第三消息发送给对应的解码器。

较佳地，第二通信模块530，还用于将接收自SVC视频流的解码器的第二消息发送给第二主控模块；此时，第二主控模块510，还用于对第二消息进行解析，从中获取SVC视频流的四元组信息，通知存储模块520将所存储的与该四元组信息所对应的记录删除，并在当前存在被降低层阶的SVC视频流的情况下，启动第三定时器，判断在第三定时器超时之前网络设备的拥塞是否得到解决，在得到解决的情况下，对已被降低层阶的SVC视频流的SVC分层解码套餐类型信息进行恢复，并构造第三消息，将被恢复SVC分层解码套餐类型信息的SVC视频流的四元组信息和恢复后的层阶信息携带有第三消息中。

由上述实施例可见，本发明技术方案由于采取了由SVC视频流的解码器发送携带SVC视频流的四元组和SVC分层解码套餐类型信息的消息的方式，使得沿途的网络设备能够自动获知SVC视频流的四元组和SVC分层解码套餐类型信息，并仅对符合四元组的IP报文进行深层报文探测，从而能够带来以下有益效果：

1、不影响网络设备平时的转发性能，不必在任何时候都对所有流量进行深层报文探测；

2、不要求编码端在IP报文中增加冗余信息，降低了编码端的压力；

3、由于没有冗余信息，不会增加视频流的码率，节省了网络带宽消耗；

4、网络设备可以在发现自身转发能力不足时，有选择地丢弃解码非必须层阶的IP报文，并在必要时丢弃部分解码所需层阶的IP报文，同时及时通知解码器，这有利于解决拥塞问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (14)

1.一种提高可伸缩性视频编码(SVC)视频流传输的服务质量的方法，适用于对所述SVC视频流进行解码的解码器，其特征在于：

所述解码器发送第一消息；所述第一消息中携带：所述SVC视频流的四元组信息和SVC分层解码套餐类型信息，所述四元组信息包含：所述SVC视频流的源IP地址、源端口号、目的IP地址和目的端口号；

所述第一消息用于通知所述第一消息转发路径上的各个网络设备仅对符合所述四元组信息的IP报文进行深层报文探测，并优先转发所述SVC视频流的解码所需层阶的IP报文。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：

当SVC视频流被关闭时，所述解码器发送第二消息；所述第二消息中携带：所述被关闭的SVC视频流的四元组信息；

所述第二消息用于通知所述第二消息转发路径上的各个网络设备停止优先转发所述被关闭的SVC视频流的解码所需层阶的IP报文。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：

当解码器从网络设备接收到第三消息时，根据第三消息中携带的层阶信息，将相应的SVC视频流的SVC分层解码套餐类型改变为与所述层阶信息相应的SVC分层解码套餐类型。

4.一种解码器，用于对可伸缩性视频编码(SVC)视频流进行解码，其特征在于，包括：第一主控模块和第一通信模块，其中：

所述第一主控模块，用于生成第一消息，所述第一消息中携带：SVC视频流的四元组信息和SVC分层解码套餐类型信息，所述四元组信息包含：所述SVC视频流的源IP地址、源端口号、目的IP地址和目的端口号；所述第一消息用于通知所述第一消息转发路径上的各个网络设备仅对符合所述四元组信息的IP报文进行深层报文探测，并优先转发所述SVC视频流的解码所需层阶的IP报文；

所述第一通信模块，用于发送所述第一消息。

5.根据权利要求4所述的解码器，其特征在于：

在SVC视频流被关闭时，所述第一主控模块还用于生成第二消息，所述第二消息中携带：所述被关闭的SVC视频流的四元组信息和SVC分层解码套餐类型信息；所述第二消息用于通知所述第二消息转发路径上的各个网络设备停止优先转发所述被关闭的SVC视频流的解码所需层阶的IP报文；

所述第一通信模块，还用于发送所述第二消息。

6.根据权利要求4或5所述的解码器，其特征在于：

所述第一通信模块，还用于从网络设备接收第三消息；

所述第一主控模块，还用于根据所述第三消息中携带的层阶信息，将相应的SVC视频流的SVC分层解码套餐类型改变为与所述层阶信息相应的SVC分层解码套餐类型。

7.一种提高可伸缩性视频编码(SVC)视频流传输的服务质量的方法，适用于所述SVC视频流传输路径上的网络设备，其特征在于：

接收所述SVC视频流的解码器发送的第一消息，并对所述第一消息进行解析，从中获取并记录所述SVC视频流的四元组信息和SVC分层解码套餐类型信息；所述四元组信息包含：所述SVC视频流的源IP地址、源端口号、目的IP地址和目的端口号；

在进行IP报文转发时，根据所记录的四元组信息，仅对符合所述四元组信息的IP报文进行深层报文探测，得到所述IP报文隶属的层阶，并根据所述SVC分层解码套餐类型和所述IP报文隶属的层阶，优先转发所述SVC视频流的解码所需层阶的IP报文。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，当所述网络设备发生拥塞时，该方法进一步包括：

A、从所述网络设备记录有四元组信息和SVC分层解码套餐类型信息的SVC视频流中任意选择一个作为待丢弃SVC视频流，启动第一定时器，对当前接收到的符合所述待丢弃SVC视频流的四元组信息的IP报文进行深层报文探测，得到所述IP报文隶属的层阶，并根据所述待丢弃SVC视频流的SVC分层解码套餐类型和所述IP报文隶属的层阶，将所述待丢弃SVC视频流的解码非必需层阶的IP报文丢弃；

B、若第一定时器超时，所述网络设备的拥塞没有解决，则返回A，直至解决网络设备的拥塞。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：

若所述网络设备记录有四元组信息和SVC分层解码套餐类型信息的SVC视频流当前均已被丢弃解码非必需层阶的IP报文，且所述网络设备的拥塞没有解决，则执行以下操作：

C、从所述SVC视频流中任意选择一个SVC分层解码套餐类型信息大于基本层的SVC视频流，启动第二定时器，将所记录的该SVC视频流的SVC分层解码套餐类型信息降低一个层阶，并根据降低后的层阶对该SVC视频流的IP报文进行丢弃，并向对应的解码器发送第三消息，将该SVC视频流的四元组信息和降低后的层阶信息通知解码器；

D、若第二定时器超时，所述网络设备的拥塞没有解决，则返回C，直至解决网络设备的拥塞。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：

接收SVC视频流的解码器发送的第二消息，并对所述第二消息进行解析，从中获取所述SVC视频流的四元组信息；

将与该四元组信息所对应的记录删除，若当前存在被降低层阶的SVC视频流，则启动第三定时器，判断在第三定时器超时之前网络设备的拥塞是否得到解决，如果得到解决，则对已被降低层阶的SVC视频流的SVC分层解码套餐类型信息进行恢复，并向对应的解码器发送第三消息，将被恢复SVC分层解码套餐类型信息的SVC视频流的四元组信息和恢复后的层阶信息通知相应的解码器。

11.一种网络设备，用于传输可伸缩性视频编码(SVC)视频流，其特征在于，包括：第二主控模块、存储模块和第二通信模块，其中：

所述第二通信模块，用于将接收自所述SVC视频流的解码器的第一消息发送给第二主控模块；

所述第二主控模块，用于对所述第一消息进行解析，从中获取所述SVC视频流的四元组信息和SVC分层解码套餐类型信息，并将所获取的信息存储于存储模块中；在进行报文转发时，根据存储模块所存储的四元组信息，仅对符合所存储的四元组信息的IP报文进行深层报文探测，得到所述IP报文隶属的层阶，并根据对应的SVC分层解码套餐类型和所述IP报文隶属的层阶，优先转发所述SVC视频流的解码所需层阶的IP报文；所述四元组信息包含：所述SVC视频流的源IP地址、源端口号、目的IP地址和目的端口号。

12.根据权利要求11所述的网络设备，其特征在于：

在所述网络设备发生拥塞时，所述第二主控模块还用于执行以下操作：

从所述存储模块存储有四元组信息和SVC分层解码套餐类型信息的SVC视频流中任意选择一个作为待丢弃SVC视频流，启动第一定时器，对当前接收到的符合所述待丢弃SVC视频流的四元组信息的IP报文进行深层报文探测，得到所述IP报文隶属的层阶，并根据所述待丢弃SVC视频流的SVC分层解码套餐类型和所述IP报文隶属的层阶，将所述待丢弃SVC视频流的解码非必需层阶的IP报文丢弃；若第一定时器超时，所述网络设备的拥塞没有解决，则循环执行上述操作，直至解决网络设备的拥塞。

13.根据权利要求12所述的网络设备，其特征在于：

在所述存储模块存储有四元组信息和SVC分层解码套餐类型信息的SVC视频流当前均已被丢弃解码非必需层阶的IP报文，且所述网络设备的拥塞没有解决的情况下，所述第二主控模块还用于执行以下操作：

从所述SVC视频流中任意选择一个SVC分层解码套餐类型信息大于基本层的SVC视频流，启动第二定时器，通知存储模块将该SVC视频流的SVC分层解码套餐类型信息降低一个层阶，并根据降低后的层阶对该SVC视频流的IP报文进行丢弃，并构造第三消息，将该SVC视频流的四元组信息和降低后的层阶信息通知携带于第三消息中；若第二定时器超时，所述网络设备的拥塞没有解决，则循环执行上述操作，直至解决网络设备的拥塞；

所述第二通信模块，还用于将所述第三消息发送给对应的解码器。

14.根据权利要求13所述的网络设备，其特征在于：

所述第二通信模块，还用于将接收自所述SVC视频流的解码器的第二消息发送给第二主控模块；

所述第二主控模块，还用于对所述第二消息进行解析，从中获取所述SVC视频流的四元组信息，通知存储模块将所存储的与该四元组信息所对应的记录删除，并在当前存在被降低层阶的SVC视频流的情况下，启动第三定时器，判断在第三定时器超时之前网络设备的拥塞是否得到解决，在得到解决的情况下，对已被降低层阶的SVC视频流的SVC分层解码套餐类型信息进行恢复，并构造第三消息，将被恢复SVC分层解码套餐类型信息的SVC视频流的四元组信息和恢复后的层阶信息携带有第三消息中。