CN104702922A

CN104702922A - 一种视频传输方法和系统

Info

Publication number: CN104702922A
Application number: CN201310669932.0A
Authority: CN
Inventors: 张夙; 韩建亭; 万象; 应闻达; 侯象飞
Original assignee: China Telecom Corp Ltd
Current assignee: China Telecom Corp Ltd
Priority date: 2013-12-10
Filing date: 2013-12-10
Publication date: 2015-06-10

Abstract

本发明公开了一种视频传输方法和系统。该方法包括：在视频通话过程中，发送端向接收端发送携带时间戳的数据短包，以使接收端根据数据短包测算网络上行可用带宽，并返回至发送端；发送端根据网络可用带宽调节视频传输码率。本发明可以动态调节视频传输码率，保障端到端的视频通信服务质量。

Description

一种视频传输方法和系统

技术领域

本发明涉及视频通讯技术领域，尤其涉及一种视频传输方法和系统。

背景技术

城市光网的建设和3G无线网络的发展，为多媒体通信业务的发展提供了基础和条件，各种跨网络、多终端的融合通信业务逐渐成为移动互联网的核心和热点业务，用户对多媒体通信业务端到端的服务质量也越来越关注。

视频通信具有较大的数据量和较强的实时性，因此对网络服务质量有较高的要求。视频通信终端所接入的IP网络环境比较复杂，包括3G、WiFi、ADSL、光网等，因此无法提供带宽的保证。为了保障视频通信的服务质量，各类基于编解码器的容错技术、误差控制方法、重传机制等层出不穷，这些方法可以一定程度上减少网络拥塞对视频服务质量的影响，但无法避免马赛克的出现。

发明内容

鉴于以上，本发明提出一种视频传输方法和系统。以解决现有技术存在的至少一个问题。

根据本发明一方面，提出一种视频传输方法，包括：

在视频通话过程中，发送端向接收端发送携带时间戳的数据短包，以使接收端根据数据短包测算网络上行可用带宽，并返回至发送端；

发送端根据网络可用带宽调节视频传输码率。

进一步，通过调整帧率、GOP（画面组）值和/或分辨率，调节视频传输码率。

进一步，当传输码率高于可用带宽的第一设定比例时，降低帧率或者增大GOP值，将传输码率降至可用带宽的第一设定比例；

当传输码率低于最近接收到的一组可用带宽的第二设定比例时，提高帧率或者减小GOP值，将传输码率升至可用带宽的第二设定比例；

进一步，当带宽变化剧烈以致于超出帧率和/或GOP值的调节范围时，在保持图像比例不变的情况下，调整分辨率，即带宽范围超过该分辨率上限，上调分辨率；带宽范围低于该分辨率下限，下调分辨率。

进一步，当分辨率低于最低分辨率格式时，关闭视频，只保留语音。

根据本发明另一方面，还提出一种视频传输系统，包括收发单元和调节单元，其中：

收发单元，在视频通话过程中，向接收端发送携带时间戳的数据短包，以使接收端根据数据短包测算网络上行可用带宽，并返回网络可用带宽；以及接收携带时间戳的数据短包，测算网络上行可用带宽并返回；

调节单元，根据接收的网络可用带宽调节视频传输码率。

进一步，调节单元通过调整帧率、GOP（画面组）值和/或分辨率，调节视频传输码率。

本发明可以动态调节视频传输码率，保障端到端的视频通信服务质量。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1所示为本发明一实施例中的一种视频传输系统的结构示意图。

图2所示为本发明一实施例中的一种视频传输方法的流程图。

图3所示为本发明方法实施例的流程图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置和数值不限制本发明的范围。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在视频通话过程中，通话双方分别向对端发送探测数据短包，其中，数据短包主要是指不同于普通媒体数据包的冗余数据包，对端根据接收到的数据短包测算网络上行可用带宽，并返回至各自的发送端，从而实现对网络带宽的动态侦测。通话双方根据可用带宽值采取相应的调整策略调节视频传输码率，使得传输码率保持接近但不超过网络可用带宽，从而保障端到端的视频通信服务质量。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

图1所示为本发明一实施例中的一种视频传输系统的结构示意图。该系统包括收发单元和调节单元。

收发单元，在视频通话过程中，向接收端发送携带时间戳的数据短包，以使接收端根据数据短包测算网络上行可用带宽，并返回网络可用带宽；以及接收携带时间戳的数据短包，测算网络上行可用带宽并返回。在本发明的一个实施例中，可以利用spruce、pathpry等算法测算网络上行可用带宽。

调节单元，根据接收的网络可用带宽调节视频传输码率。

调节单元通过调整帧率、GOP（Group of Pictures，画面组）值和/或分辨率，调节视频传输码率。例如，提高帧率和分辨率，降低GOP值，可以增大码率；降低帧率和分辨率，提高GOP值，可以减小码率。

当传输码率高于可用带宽的第一设定比例时，降低帧率或者增大GOP值，将传输码率降至可用带宽的第一设定比例。例如，第一设定比例为80%，则当传输码率高于可用带宽的80%时，降低帧率或者减小GOP值，将传输码率降至可用带宽的80%。

当传输码率低于最近接收到的一组可用带宽的第二设定比例时，提高帧率或者减小GOP值，将传输码率升至可用带宽的第二设定比例。例如，第二设定比例为70%，当传输码率低于最近接收到的一组（比如10个）可用带宽的70%时，提高帧率或者增大GOP值，将传输码率升至可用带宽的70%。

最近接收到的一组可用带宽也是计算得到的。在上调码率的时候，比较谨慎，并不是当前码率低于当前可用带宽值，就立刻上调码率，这是因为可用带宽的计算可能会有误差，如果某一个可用带宽值计算失误，上调码率将会导致网络立刻阻塞，因此处理时保存最近计算的一组（比如10个）可用带宽值，由这10个值做统计（比如取平均值）得到一个可用带宽值，当前码率低于这10个值的平均值时才上调码率。因此，本发明动态调节视频传输码率的方式，可以有效避免网络拥塞，从而保障端到端的视频通信服务质量。

在实际应用中，帧率、GOP值都是有调节范围的。例如，帧率低于某个数值（比如10）时，图像清晰度会变差，用户不可接受，因此继续下调是没有意义的，这个数值就是帧率下限；帧率高于某个数值时，继续上调帧率，图像清晰度也不会再提高，这个数值就是帧率上限。因此，当带宽变化剧烈以致于超出帧率和/或GOP值的调节范围时，在保持图像比例不变的情况下，调整分辨率，即带宽范围超过该分辨率上限，上调分辨率（不可超过媒体协商的最大能力）；带宽范围低于该分辨率下限，下调分辨率。

当分辨率低于最低分辨率格式时，可关闭视频，只保留语音。也就是说，如果带宽条件很差，分辨率调节为最低格式依然无法适配网络就直接关闭视频流传输，只保留音频流传输，以此来适应网络情况。例如，当分辨率低于CIF（Common Intermediate Format，通用影像传输格式）时，CIF是一种视频格式，分辨率是352×288，可关闭视频，只保留语音。

图2所示为本发明一实施例中的一种视频传输方法的流程图。该方法包括以下步骤：

步骤21，在视频通话过程中，发送端向接收端发送携带时间戳的数据短包，以使接收端根据数据短包测算网络上行可用带宽，并返回至发送端。在本发明的一个实施例中，可以利用spruce、pathpry等算法测算网络上行可用带宽。

步骤22，发送端根据网络可用带宽调节视频传输码率。

在本发明的另一实施例中，在调节视频传输码率之后，还包括以下步骤：发送码流调整后的媒体数据包。

其中，通过调整帧率、GOP（Group of Pictures，画面组）值和/或分辨率，调节视频传输码率。例如，提高帧率和分辨率，降低GOP值，可以增大码率；降低帧率和分辨率，提高GOP值，可以减小码率。

当传输码率高于可用带宽的第一设定比例时，降低帧率或者增大GOP值，将传输码率降至可用带宽的第一设定比例。例如，第一设定比例为80%，则当传输码率高于可用带宽的80%时，降低帧率或者增大GOP值，将传输码率降至可用带宽的80%。

当传输码率低于最近接收到的一组可用带宽的第二设定比例时，提高帧率或者减小GOP值，将传输码率升至可用带宽的第二设定比例。例如，第二设定比例为70%，当传输码率低于最近接收到的一组（比如10个）可用带宽的70%时，提高帧率或者减小GOP值，将传输码率升至可用带宽的70%。

在实际应用中，帧率、GOP值都是有调节范围的。例如，帧率低于某个数值（比如10）时，图像清晰度变差，用户不可接受，因此继续下调是没有意义的，这个数值就是帧率下限；帧率高于某个数值时，继续上调帧率，图像清晰度也不会再提高，这个数值就是帧率上限。因此，当带宽变化剧烈以致于超出帧率和/或GOP值的调节范围时，在保持图像比例不变的情况下，调整分辨率，即带宽范围超过该分辨率上限，上调分辨率（不可超过媒体协商的最大能力）；带宽范围低于该分辨率下限，下调分辨率。

当分辨率低于最低分辨率格式时，可关闭视频，只保留语音。也就是说，如果带宽条件很差，分辨率调节至最低格式也无法适配网络就直接关闭视频流传输，只保留音频流传输，以此来适应网络情况。例如，当分辨率低于CIF（Common Intermediate Format，通用影像传输格式）时，CIF是一种视频格式，分辨率是352×288，可关闭视频，只保留语音。

下面将通过附图和一个具体实施例，对本发明做进一步说明。

图3所示为本发明方法实施例的流程图。在视频通话过程中，通过带宽检测实现自适应传输。具体步骤如下：

在步骤31，发送端每隔一段时间向对端发送一些冗余媒体数据，即携带时间戳的探测短包，用于估测网络可用带宽。

在步骤32，接收端根据接收到的探测短包，利用适当的可用带宽测量算法，比如spruce算法、pathpry算法等，估测当前网络上行可用带宽。

在步骤33，接收端将网络可用带宽反馈至发送端。

在步骤34，发送端保存接收到的网络可用带宽，并调整视频传输码率。

当码率高于可用带宽的80%时，降低帧率或者减小GOP值，将码率降至可用带宽的80%；

当码率低于最近接收到的一组（比如10个）可用带宽的70%时，提高帧率或者增大GOP值，将码流升至可用带宽的70%；

当带宽变化剧烈以致于超出帧率和GOP值的调节范围时，在保持图像比例不变的情况下，可以调整分辨率，即带宽范围超过该分辨率上限，上调分辨率（不可超过媒体协商的最大能力）；带宽范围低于该分辨率下限，下调分辨率；

当分辨率低于CIF时，可关闭视频，只保留语音。

在步骤35，发送端发送码流调整后的RTP媒体数据包。

本发明在视频通话过程中，动态侦测网络可用带宽，并根据可用带宽调节视频传输码率。适用于各类具有视频通信功能的软终端以及硬终端，如安装在电脑、智能手机、平板电脑、机顶盒上可以进行视频通信的客户端以及可视电话等。

至此，已经详细描述了本发明。为了避免遮蔽本发明的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

可能以许多方式来实现本发明的方法以及装置。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本发明的方法以及装置。用于所述方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本发明的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本发明实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本发明的方法的机器可读指令。因而，本发明还覆盖存储用于执行根据本发明的方法的程序的记录介质。

虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims

1.一种视频传输方法，其特征在于，包括：

在视频通话过程中，发送端向接收端端发送携带时间戳的数据短包，以使接收端根据数据短包测算网络上行可用带宽，并返回至发送端；

发送端根据网络可用带宽调节视频传输码率。

2.根据权利要求1所述视频传输方法，其特征在于：

通过调整帧率、GOP（画面组）值和/或分辨率，调节视频传输码率。

3.根据权利要求2所述视频传输方法，其特征在于：

当传输码率高于可用带宽的第一设定比例时，降低帧率或者增大GOP值，将传输码率降至可用带宽的第一设定比例；

当传输码率低于最近接收到的一组可用带宽的第二设定比例时，提高帧率或者减小GOP值，将传输码率升至可用带宽的第二设定比例。

4.根据权利要求2所述视频传输方法，其特征在于：

当带宽变化剧烈以致于超出帧率和/或GOP值的调节范围时，在保持图像比例不变的情况下，调整分辨率，即带宽范围超过该分辨率上限，上调分辨率；带宽范围低于该分辨率下限，下调分辨率。

5.根据权利要求2所述视频传输方法，其特征在于：

当分辨率低于最低分辨率格式时，关闭视频，只保留语音。

6.一种视频传输系统，其特征在于，包括收发单元和调节单元，

其中：

调节单元，根据接收的网络可用带宽调节视频传输码率。

7.根据权利要求6所述视频传输系统，其特征在于：

调节单元通过调整帧率、GOP（画面组）值和/或分辨率，调节视频传输码率。

8.根据权利要求7所述视频传输系统，其特征在于：

9.根据权利要求7所述视频传输系统，其特征在于：

10.根据权利要求7所述视频传输系统，其特征在于：

当分辨率低于最低分辨率格式时，关闭视频，只保留语音。