CN105704580A - 一种视频传输方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种视频传输方法，包括如下步骤：S1、发送端将视频帧拆分成多个数据包，通过不同的信道发送出去；S2、发送端生成与某一批数据包相关的多个冗余数据包，连同所述多个数据包一并通过网络发送给接收端，使得接收端在接收到任意设定个数的数据包时即可恢复视频帧；S3、发送端接收所述接收端发送的网络的丢包率，并根据所述丢包率调整生成冗余数据包的数量；根据接收端播放情况及时重置发送端编码器(重新开始一个GOP)。采用本发明可以有效的改善无线视频传输过程中视频延时等问题。

Description

一种视频传输方法

【技术领域】

本发明涉及一种视频传输方法。

【背景技术】

随着互联网及无线通信技术的发展，行业对无线视频传输的需求越来越多。据公开报道至2015年末，三大运营商将在国内建成200万个4G基站形成基本覆盖。无线传输视频数据量大，码流的变化大，用户对无线视频传输画面清晰度的要求达到720P、1080P，并要求无马赛克和低时延(1-2秒)。而无线网络的带宽相对较低，同时存在带宽波动、基站覆盖不均、在线人数平分带宽等特点，相比有线网络，更容易出现传输过程中丢包的情况。而出现丢包的情况，会导致无线传输的视频在接收端读取时，出现拖影、马赛克、滞帧等情况，条件恶劣时将导致无法读取，严重影响用户观看。

目前，视频无线传输通常采用一个GOP组(图像组)来传输一个图像帧，例如，一个GOP图像组由一个起始的I视频帧和后续的多个P视频帧共25个帧组成：IPPPPPPPPPPPP…P(24个P)。在数据传输中间如果丢掉任何一个P帧，都会导致后续的帧无用，即在接收端无法恢复出对应的图像帧，直到接收到下一个GOP组的I帧。

同时，一个视频帧(不管是I帧还是P帧)，数据量都比较大，在网络上传输，可能要拆成多个网络数据包，一个一个顺序传输，对于一个视频帧，如果丢掉组成该视频帧的任意一个数据包，将导致整个视频帧都没用(无法解码，或者解码有马赛克)。

另外一个问题是，视频传输对于实时性要求较高，也就是说要求比较低的延时，而无线网络往往延时比较大。当前普通的解决方法是采用标准的rtp协议(传输可能是tcp，也可能是udp)，这种方法在有线网络下问题不大，因为有线网络带宽充足(如图左边所示)，延时低。但是将此协议用于无线，会导致一系列问题：如图一右边所示。红线部分，若采用udp方式，丢掉一帧的一部分(也就是一个包或者几个包),会导致在接收端中后续的数据帧一直无法解码，一直等到下一个GOP图像帧的I视频帧过来，导致长时间的停顿；若采用可靠的tcp方式，每一个帧都有确认信息，在无线网络拥塞的时候，会长时间重传等待，加剧系统的延时。

【发明内容】

为了克服传统的无线视频传输方法的不足，本发明提供了一种视频传输方法，解决带宽不稳定延时高容易丢包的无线网络环境下，高效实时传输视频流的问题。

一种视频传输方法，包括如下步骤：

S1、发送端将视频帧拆分成多个数据包；

S2、发送端生成与某些数据包相关的多个冗余数据包，连同所述多个数据包一并通过网络发送给接收端，使得接收端在接收到任意设定个数的数据包时即可恢复视频帧；

S3、发送端接收所述接收端发送的网络的丢包率，并根据所述丢包率调整生成冗余数据包的数量。

在一个实施例中，

在步骤S3中，若所述丢包率增大，所述发送端增加生成冗余数据包的数量，若所述丢包率下降，所述发送端减小生成冗余数据包的数量。

在一个实施例中，

所述发送端采用传输GOP图像组的方式向接收端发送视频，每个GOP图像组包括起始的I视频帧、以及多个在I视频帧后面的P视频帧；

发送端接收到接收端发送的当前GOP图像组的某个P视频帧丢失的信息后，结束发送当前GOP图像组，并开始发送下一个GOP图像组的I视频帧。

在一个实施例中，

所述网络为无线网络。

在一个实施例中，

所述步骤S2还包括如下步骤：

实时检测所述无线网络的多路数据通道的带宽；

所述发送端在带宽较大的数据通道发送的数据包数量，比在带宽较小的数据通道发送的数据包的数量大。

在一个实施例中，

所述发送端与接收端之间采用UDP协议传输数据包。

本发明还提供了一种视频传输方法，包括如下步骤：

S1、发送端将视频帧拆分成多个数据包；

S2、发送端生成与某些数据包相关的多个冗余数据包，连同所述多个数据包一并通过网络发送给接收端，且发送端在所有的数据包中记录所述视频帧的所有数据包的总量，使得接收端在接收到任意设定个数的数据包时即可恢复视频帧；

S3、接收端根据接收到的数据包的数量和视频帧的数据包的总量，计算网络的丢包率，并将所述丢包率发送给所述发送端；

S4、所述发送端接收所述接收端发送的所述丢包率，并根据所述丢包率调整生成冗余数据包的数量。

在一个实施例中，

在步骤S4中，若所述丢包率增大，所述发送端增加生成冗余数据包的数量，若所述丢包率下降，所述发送端减小生成冗余数据包的数量。

在一个实施例中，

所述发送端采用传输GOP图像组的方式向接收端发送视频，每个GOP图像组包括起始的I视频帧、以及多个在I视频帧后面的P视频帧；

当所述接收端接收到在后的某个P视频帧而没有接收到在先的某个P视频帧时，则将当前GOP图像组的某个P视频帧丢失的消息发送给所述发送端；

所述发送端接收到接收端发送的当前GOP图像组的某个P视频帧丢失的信息后，结束发送当前GOP图像组，并开始发送下一个GOP图像组的I视频帧。

在一个实施例中，

所述网络为无线网络。

本发明的有益效果是：

在网络带宽环境不好的情况下，本发明可以有效解决出现的数据包丢失而带来的滞帧、堵塞死机、以及拖影、马赛克等问题。采用本发明可以有效的改善无线视频传输过程中视频延时等问题。

【附图说明】

图1是本发明一种实施例的视频传输方法的流程图；

图2是本发明一种实施例的视频传输方法的框图。

【具体实施方式】

以下对发明的较佳实施例作进一步详细说明。

如图1和2所示，一种实施例的视频传输方法，包括如下步骤：

S1、发送端将视频帧拆分成多个数据包(普通数据包)。通常来说，一个视频帧的数据量较大，因此，发送端通常将一个视频帧拆分成多个数据包。

S2、发送端生成与某些数据包(普通数据包)相关的多个冗余数据包，连同所述多个数据包(普通数据包)一并通过网络发送给接收端，且发送端在所有的数据包(普通数据包与冗余数据包)中记录所述视频帧的所有数据包的总量，使得接收端在接收到任意设定个数的数据包(普通数据包与冗余数据包)时即可恢复视频帧。这些数据包可以通过不同的信道发送出去。例如，某个视频帧被拆分成N个数据包，发送端可能再生成k1个冗余数据包，这k1个冗余数据包与N个数据包中的k1个数据包是相同的，当接收端接收到任意的k2个数据包(当然也包括大于k2个数据包的情况)时，都可以恢复出原来的视频帧；接收端接收到每个数据包，都可以获得当前视频帧的所有数据包的总量。

S3、接收端根据接收到的数据包的数量和视频帧的数据包的总量，计算网络的丢包率，并将所述丢包率发送给所述发送端；例如，发送端发送的有N+k1个数据包(其中K1个冗余数据包)，而接收端只接收到k2个数据包，那么丢包率为k2/(N+k1)。

S4、所述发送端接收所述接收端发送的所述丢包率，并根据所述丢包率调整生成冗余数据包的数量。例如，如果当前的丢包率不足以保证接收端在很大概率上接收到的数据包至少为设定个数k2，则需要增加发送端生成的冗余数据包的数量，以保证接收端很大概率能够接收到k2个数据包以恢复视频帧；若当前的丢包率很小，那么发送端可以适当减小生成的冗余数据包的数量，以提高发送效率。

在一个实施例中，若所述丢包率增大，所述发送端增加生成冗余数据包的数量，若所述丢包率下降，所述发送端减小生成冗余数据包的数量。

通过上述方案，可以在网络状况不好的情况下，尽可能地减小接收端因为某个数据包丢失而导致丢视频帧的情况发生。

在一个实施例中，所述发送端采用传输GOP图像组的方式向接收端发送视频，接收端根据一个GOP图像组可以恢复出一个完整的视频帧图像，通常来说，每个GOP图像组包括起始的I视频帧、以及多个在I视频帧后面的P视频帧，也即是说，发送端依次发送每个GOP图像组，接收端依次接收每个GOP图像组。

针对当前正在接收的GOP图像组，所述接收端在接收到I视频帧后，开始接收到P视频帧，如果接收端接收到在后的某个P视频帧，却没有接收到在先的某个P视频帧，则判断所述在先的P视频帧丢失，并将当前GOP图像组的某个P视频帧丢失的消息发送给所述发送端。当然，在接收端每接收到一个视频帧(I视频帧或P视频帧)后，均可以向发送端发送消息确认接收到相应的视频帧。

所述发送端接收到接收端发送的当前GOP图像组的某个P视频帧丢失的信息后，结束发送当前GOP图像组(例如发送端重置编码器)，并开始发送下一个GOP图像组的I视频帧。

这样，发送端可以尽快结束当前GIP图像组，否则，接收端继续接收后续的P视频帧，即使接收端接收到了丢失的P视频帧以外的所有P视频帧，接收端也无法恢复出视频帧图像，因此，上述方案可以在出现丢帧的情况下，提高视频的流畅。

上述方案尤其适用于无线网络，因为无线网络下更容易出现丢帧的情况。

在一个实施例中，发送端在向接收端发送数据包的时候，还可以实时检测所述无线网络的多路数据通道的带宽，所述发送端在带宽较大的数据通道发送的数据包数量，比在带宽较小的数据通道发送的数据包的数量大。如图2所示，是数据包分成多路进行传输的结构示意图，可以根据编码流特点，视频编码端合理分拆视频包，根据每一路的带宽情况动态分配数据(带宽充足的某一路，承载更多码流)，充分利用多路4G数据通道，在接收端合成。

所述发送端与接收端之间可以采用UDP协议传输数据包。在无线传输中，虽然TCP传输的特点是连接可好性较高，但是其传输形式决定了在TCP传输模式下每一个传输包都需要严格按照顺序进行确认，如果某一个包在传输过程中拥塞的话，会导致长时间的等待数据重传，从而导致带宽利用率低，同时延时增加。而采用UDP的传输方式的话，实验数据表明UDP传输速度理论上可以达到TCP的10倍，但是UDP传输模式的缺点是可靠性不够的，在传输过程中如果有丢包的话传输层是不管的。通过在发送端发送冗余数据包的方式，结合UDP协议，即可以有效降低传输时间也可以提高传输的可靠性。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种视频传输方法，其特征是，包括如下步骤：

S1、发送端将视频帧拆分成多个数据包；

S2、发送端生成与某些数据包相关的多个冗余数据包，连同所述多个数据包一并通过网络发送给接收端，使得接收端在接收到任意设定个数的数据包时即可恢复视频帧；

S3、发送端接收所述接收端发送的网络的丢包率，并根据所述丢包率调整生成冗余数据包的数量。

2.如权利要求1所述的视频传输方法，其特征是，

在步骤S3中，若所述丢包率增大，所述发送端增加生成冗余数据包的数量，若所述丢包率下降，所述发送端减小生成冗余数据包的数量。

3.如权利要求1所述的视频传输方法，其特征是，所述发送端采用传输GOP图像组的方式向接收端发送视频，每个GOP图像组包括起始的I视频帧、以及多个在I视频帧后面的P视频帧；

发送端接收到接收端发送的当前GOP图像组的某个P视频帧丢失的信息后，结束发送当前GOP图像组，并开始发送下一个GOP图像组的I视频帧。

4.如权利要求1所述的视频传输方法，其特征是，

所述网络为无线网络。

5.如权利要求4所述的视频传输方法，其特征是，

所述步骤S2还包括如下步骤：

实时检测所述无线网络的多路数据通道的带宽；

所述发送端在带宽较大的数据通道发送的数据包数量，比在带宽较小的数据通道发送的数据包的数量大。

6.如权利要求1所述的视频传输方法，其特征是，

所述发送端与接收端之间采用UDP协议传输数据包。

7.一种视频传输方法，其特征是，包括如下步骤：

S1、发送端将视频帧拆分成多个数据包；

S2、发送端生成与某些数据包相关的多个冗余数据包，连同所述多个数据包一并通过网络发送给接收端，且发送端在所有的数据包中记录所述视频帧的所有数据包的总量，使得接收端在接收到任意设定个数的数据包时即可恢复视频帧；

S3、接收端根据接收到的数据包的数量和视频帧的数据包的总量，计算网络的丢包率，并将所述丢包率发送给所述发送端；

S4、所述发送端接收所述接收端发送的所述丢包率，并根据所述丢包率调整生成冗余数据包的数量。

8.如权利要求7所述的视频传输方法，其特征是，

在步骤S4中，若所述丢包率增大，所述发送端增加生成冗余数据包的数量，若所述丢包率下降，所述发送端减小生成冗余数据包的数量。

9.如权利要求7所述的视频传输方法，其特征是，所述发送端采用传输GOP图像组的方式向接收端发送视频，每个GOP图像组包括起始的I视频帧、以及多个在I视频帧后面的P视频帧；

当所述接收端接收到在后的某个P视频帧而没有接收到在先的某个P视频帧时，则将当前GOP图像组的某个P视频帧丢失的消息发送给所述发送端；

所述发送端接收到接收端发送的当前GOP图像组的某个P视频帧丢失的信息后，结束发送当前GOP图像组，并开始发送下一个GOP图像组的I视频帧。

10.如权利要求7所述的视频传输方法，其特征是，

所述网络为无线网络。