CN106982371A - 码流控制方法和系统、码流管理方法和系统，及终端设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种码流控制方法和系统、码流管理方法和系统，及终端设备，所述码流控制方法包括：接收网络数据包，统计该网络数据包用于计算所述通信网络的性能指标的数据属性；根据统计的数据属性，评估所述通信网络的性能指标，并记录所述网络数据包中当前播放的数据帧的帧序号；将评估的性能指标和当前播放的数据帧的帧序号反馈至发送端；根据接收端所反馈的当前播放的数据帧的帧序号，判断在接收端和发送端的通信过程中的帧传播时延是否在预定合理范围内，若是，则调整发送端的性能指标，以使其平稳。本发明不仅保证了评估带宽的合理性，不会出现太大的波动，避免了屏幕实时共享过程中巨大的瞬时码率对带宽的压力，且有效的降低端到端的时延。
Description
技术领域
本发明属于视频传输技术领域，涉及一种控制方法，管理方法及系统，特别是涉及一种码流控制方法、码流管理方法和系统，及终端设备。
背景技术
近年来，随着因特网(Internet)的迅猛发展，对在线桌面实时共享的需求越来越多，比如在线教育、远程会议以及远程桌面等场景。在线协作对实时性要求比较高，目前常用的方法是用视频技术来实现桌面实时共享，一方面因为视频流本身适合实时传输的场景，另一方面视频编解码标准相对成熟并且应用广泛，很多设备支持硬件编解码。与普通的视频内容相比，屏幕内容具有分辨率较大、文字内容较多、运动无规律等特点，使得编码出来的码率波动很大。当瞬时码率远大于网络可用带宽时，就会带来很大的传输延迟，甚至产生丢包，使得用户在协作的过程中感受到明显的卡顿或者跳帧，严重降低用户体验。
现有码流控制策略方案用来解决瞬时码率与网络带宽不匹配的问题，码流控制策略的好坏直接影响着在线协作的用户体验。在没有码流控制的情况下，视频编码器只能根据给定的带宽来进行编码，这就会使每一单位时间所产生的比特数随着视频内容的变化会有很大的不同，不能够适应通信信道的带宽。码流控制的目的就是实时检测通信信道的可用带宽，根据通信信道的带宽来调节编码器的编码策略，使视频通信系统在一定数据带宽的限制下能有效稳定的传输码流以及引入较小的视频时延。当然码流的比特率不可能和通信信道的带宽完全一样，所以在编码端和解码端都需要使用先入先出(First In FirstOut)的缓存器来平滑码流。码流控制的目标不仅是适应带宽的需求，而且需要在一定带宽的限制之下尽量提高视频质量。
现有的码流控制策略使用两种拥塞控制的算法来应对共享带宽网络的拥塞控制：
基于时延的网络拥塞控制：GCC在数据接收端使用基于时延的网络拥塞控制，通过数据包到达的时延估算出一个合理的码率反馈给发送端进行码率控制。它主要有三个部分构成：1)到达时间滤波器。通过对到达的数据包进行分组，计算出相邻两组数据包的大小以及传输间隔，然后通过卡尔曼滤波预测网络的吞吐能力；2)过载探测器。将预测出的网络吞吐能力与预设的阀值进行比较，来判断目前网络是处于过载、正常、空闲状态，同时更新阀值；3)速率控制器。速率控制内置一个状态机，以当前的接收码率为基础，用过载探测器给出的状态作为输入，来决定是增加或者减小当前的可用带宽，并将这个可用带宽发送给发送端。
基于丢包的网络拥塞控制：为了降低延迟，视频数据大都使用UDP来进行传输，而UDP是一种不可靠的传输方式，所以GCC在数据发送端采用了基于丢包率来进行拥塞控制的策略。这个策略的思想比较简单，发送端通过接收端的反馈信息来计算出过去一段时间内的丢包率，如果低于一个最小阀值则认为网络状况良好，可以提高带宽的估计值；如果高于最大阀值，则认为网络处于拥塞状况，迅速减小带宽的估计值；如果介于两者之间，则认为网络状况正常，不改变带宽的估计值。然后再将这个带宽的估计值与接收端反馈回来的可用带宽取其中较小值，作为编码器码率控制的目标。
以上方法存在如下的缺点：
屏幕内容的特点是分辨率大，内容变化不规律，导致每帧的码率波动很大，用户经常需要实时操作因此对延迟很敏感，对丢包敏感所以一般采用重传机制保证传输可靠性。GCC算法是针对于视频通话的场景设计的，针对屏幕内容使用GCC码流控制算法会有以下缺点：
1.GCC基于时延的控制策略是以当前的码率为基准来估算接下来的可用带宽，而桌面实时共享的某些场景下码率变化剧烈，所以按此方法估计出来的可用带宽会产生很大的波动，不能反映网络的真实状况；
2.由于采用了重传机制，丢包率一般为0，所以GCC基于丢包的控制策略对此毫无效果，给出的评估带宽会一直增加到最大值，没有指导意义；
3.桌面实时共享对延迟非常敏感，GCC算法没有非常有效的降低时延的办法；
因此，如何提供一种码流控制方法和系统、码流管理方法和系统，及终端设备，以解决现有技术中的码流控制无法针对屏幕内容的特点，产生可用带宽波动大，无法有效降低时延等种种缺陷，实已成为本领域从业者亟待解决的技术问题。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种码流控制方法和系统、码流管理方法和系统，及终端设备，用于解决现有技术中的码流控制无法针对屏幕内容的特点，产生可用带宽波动大，无法有效降低时延的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种码流控制方法，应用于包括接收端和发送端的通信网络，所述码流控制方法包括以下步骤：接收端接收源于所述发送端发送的网络数据包，并对所述网络数据包执行反馈处理的步骤；该步骤包括：接收网络数据包，统计该网络数据包用于计算所述通信网络的性能指标的数据属性；根据统计的数据属性，评估所述通信网络的性能指标，并记录所述网络数据包中当前播放的数据帧的帧序号；将评估的性能指标和当前播放的数据帧的帧序号反馈至发送端；发送端对接收端反馈的评估的性能指标和当前播放的数据帧的帧序号进行码流调整的步骤；该步骤包括：根据接收端所反馈的当前播放的数据帧的帧序号，判断在接收端和发送端的通信过程中的帧传播时延是否在预定合理范围内，若是，则调整发送端的性能指标，以使其平稳。
于本发明的一实施例中，所述数据属性包括每个网络数据包的长度、到达接收端的时间、和/或发送端发送每个网络数据包的时间；所述通信网络的性能指标为通信网络的当前网络带宽。
于本发明的一实施例中，所述评估所述通信网络的性能指标的步骤为采用卡尔曼滤波方式评估通信网络的当前网络带宽。
于本发明的一实施例中，调整发送端的当前网络带宽是指：根据通信网络的当前网络带宽、发送端的当前可用带宽、及预存的带宽调整范围，计算出通信网络的当前可用带宽区域，判断通信网络的当前网络带宽是否在计算的通信网络的当前可用带宽区域；若是，则以所评估的当前网络带宽为发送端的当前可用带宽；若否，则调整继续发送端的当前网络带宽。
于本发明的一实施例中，所述继续调整发送端的当前网络带宽的步骤包括：判断通信网络的当前网络带宽是否大于等于所计算的通信网络的当前可用带宽区域的最大可用带宽，若大于等于，则将发送端的当前可用带宽调整为所计算的通信网络的当前可用带宽区域的最大可用带宽；若小于，将发送端的当前可用带宽调整为所评估的通信网络的当前网络带宽；
判断通信网络的当前网络带宽是否小于等于所计算的通信网络的当前可用带宽区域的最小可用带宽，若小于等于，则将发送端的当前可用带宽调整为所计算的通信网络的当前可用带宽区域的最小可用带宽；若大于，将发送端的当前可用带宽调整为所所评估的通信网络的当前网络带宽。
于本发明的一实施例中，所述根据接收端所反馈的当前播放的数据帧的帧序号，判断在接收端和发送端的通信过程中的帧传播时延是否在预定合理范围内的步骤包括：根据所述发送端的当前帧率周期性抓取其当前待处理的数据帧的帧序号；将抓取到的当前待处理的数据帧序号与接收端所反馈的当前播放的数据帧序号相减，计算出接收端和发送端的通信过程中的帧传播时延；将该帧传播时延与预存的时延阈值相比对，以判断该帧传播时延是否在预定合理范围内；若该帧传播时延小于等于该预存的时延阈值，则调整所反馈的通信网络的当前网络带宽；若该帧传播时延大于该预存的时延阈值，则主动丢弃发送端所抓取到的当前待处理的数据帧，等待抓取下一待处理的数据帧的帧序号，并重新计算出接收端和发送端的通信过程中的帧传播时延。
本发明另一方面提供一种码流管理方法，应用于接收端；所述码流管理方法包括以下步骤：接收网络数据包，统计该网络数据包用于计算所述通信网络的性能指标的数据属性；根据统计的数据属性，评估所述通信网络的性能指标，并记录所述网络数据包中当前播放的数据帧序号；将评估的性能指标和当前播放的数据帧序号反馈至发送端；
本发明另一方面还提供一种码流管理方法，应用于发送端；所述码流管理方法包括：根据接收端所反馈的当前播放的数据帧的帧序号，判断在接收端和发送端的通信过程中的帧传播时延是否在预定合理范围内，若是，则调整发送端的性能指标，以使其平稳。
本发明又一方面提供一种码流控制系统，应用于包括接收端和发送端的通信网络，所述码流控制系统包括：接收模块，用于接收源于所述发送端发送的网络数据包，并对所述网络数据包执行反馈处理；其中，所述接收模块包括：第一通信单元，用于接收网络数据包；第一处理单元，用于统计该网络数据包用于计算所述通信网络的性能指标的数据属性，根据统计的数据属性，评估所述通信网络的性能指标，并记录所述网络数据包中当前播放的数据帧的帧序号；并通过所述第一通信单元反馈评估的性能指标和当前播放的数据帧的帧序号；发送模块，用于对所述接收模块反馈的评估的性能指标和当前播放的数据帧的帧序号进行码流调整；所述发送模块包括：第二处理单元，根据接收模块所反馈的当前播放的数据帧的帧序号，判断在接收端和发送端的通信过程中的帧传播时延是否在预定合理范围内，若是，则调整发送端的性能指标，以使其平稳。
本发明又一方面还提供一种码流管理系统，应用于接收端；所述码流管理系统包括：第一通信单元，用于接收网络数据包；第一处理单元，用于统计该网络数据包用于计算所述通信网络的性能指标的数据属性，根据统计的数据属性，评估所述通信网络的性能指标，并记录所述网络数据包中当前播放的数据帧的帧序号；并通过所述第一通信单元反馈评估的性能指标和当前播放的数据帧的帧序号。
本发明又一方面还提供一种码流管理系统，应用于发送端；所述码流管理系统包括：第二处理单元，根据接收端所反馈的当前播放的数据帧的帧序号，判断在接收端和发送端的通信过程中的帧传播时延是否在预定合理范围内，若是，则调整所反馈的性能指标，以使其平稳。
本发明最后一方面提供一种终端设备，包括所述的码流管理系统，和/或所述的码流管理系统。
如上所述，本发明的码流控制方法、码流管理方法和系统，及终端设备，具有以下有益效果：
本发明所述的码流控制方法和系统、码流管理方法和系统，及终端设备针对屏幕内容的特点，降低带宽评估算法对码流的依赖性，提高了带宽评估算法的合理性，有效的减小屏幕内容实时传输过程中较大的码率变动对带宽评估算法的影响。并且提出了一种基于端到端时延的跳帧策略，通过在发送端主动丢帧来保证整个传输过程的时延。不同于现有的码流控制算法，该算法有效的解决了屏幕内容实时传输过程中的码率冲击，降低端到端传输的时延，提高了用户的交互体验。
附图说明
图1显示为本发明的码流控制方法于一实施例中流程示意图。
图2显示为本发明的码流控制方法中S1的流程示意图。
图3显示为本发明的码流控制方法中S2的流程示意图。
图4显示为本发明的码流控制系统于一实施例中的原理结构示意图。
元件标号说明
1 码流控制系统
11 接收模块
111 第一通信单元
112 第一处理单元
12 发送模块
121 第二通信单元
122 第二处理单元
S1～S2 步骤
S11～S13 步骤
S21～S24 步骤
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
本发明所提供的码流控制策略包括以下两部分：
接收端：1)在播放每一帧之前记录下这一帧的序号并反馈给发送端；2)带宽评估，跟GCC一样采用卡尔曼滤波算法评估当前网络的可用带宽，然后将这个带宽评估结果反馈给发送端；
发送端：1)跳帧策略，根据接收端反馈来的当前正在播放的帧序号，可以计算出有多少帧正处于从发送端到接收端整个流程中，即端到端的时延有几帧，如果这个数字大于某个阈值，则发送端主动丢弃一帧，以降低整个流程的时延；2)码率控制，根据接收端反馈来的带宽评估结果调整当前的可用带宽，控制调整的幅度不大于20％以保证码率的平稳，编码器根据调整后的码率进行码率控制。
实施例一
本实施例提供一种码流控制方法，应用于包括接收端和发送端的通信网络，所述码流控制方法包括以下步骤：
接收端接收源于所述发送端发送的网络数据包，并对所述网络数据包执行反馈处理的步骤；该步骤包括：
接收网络数据包，统计该网络数据包用于计算所述通信网络的性能指标的数据属性；
根据统计的数据属性，评估所述通信网络的性能指标，并记录所述网络数据包中当前播放的数据帧的帧序号；
将评估的性能指标和当前播放的数据帧的帧序号反馈至发送端；
发送端对接收端反馈的评估的性能指标和当前播放的数据帧的帧序号进行码流调整的步骤；该步骤包括：
根据接收端所反馈的当前播放的数据帧的帧序号，判断在接收端和发送端的通信过程中的帧传播时延是否在预定合理范围内，若是，则调整发送端的性能指标，以使其平稳。
以下将结合图示对本实施例所述的码流控制方法进行详细。本实施例所述的码流控制方法应用于接收端和发送端的通信网络。在本实施例中，所述接收端可为智能手机，平板电脑，笔记本电脑，台式电脑等电子设备。所述发送端可以为与以上提及的电子设备通信链接的服务器。本实施例分别通过接收端的反馈机制和发送端的跳帧策略及码率控制，来更好的适应屏幕内容和网络状况的变化，同时降低端到端的传播时延。在本实施例中，所述网络数据包为视频数据。
请参阅图1，显示为码流控制方法于一实施例中流程示意图。如图1所示，所述码流控制方法包括以下几个步骤：
S1，接收端接收源于所述发送端发送的视频数据包，并对所述视频数据包执行反馈处理。S2，发送端对接收端反馈的评估的性能指标和当前播放的视频数据帧的帧序号进行码流调整。
请参阅图2，显示为步骤S1的流程示意图，如图2所示，所述S1具体包括以下几个步骤：
S11，接收发送端发送的视频数据包，统计该视频数据包用于计算所述通信网络的性能指标的数据属性。具体地，接收端在接收到发送端基于RTP协议传输的视频数据包后，先对该视频数据包进行解码，根据解码后的视频数据包的包头信息统计用于计算所述通信网络的性能指标的数据属性。在本实施例中，所述数据属性包括视频数据包的长度、到达接收端的时间、和/或发送端发送视频数据包的时间。所述通信网络的性能指标于本实施例中为通信网络的当前网络带宽。发送端的性能指标为发送端的当前可用带宽
S12，根据统计的数据属性，评估所述通信网络的性能指标，并记录所述视频数据包中当前播放的数据帧的帧序号。例如，在本实施例中，记录到当前播放的数据帧的帧序号为第15帧。
在本实施例中，采用卡尔曼滤波方式评估通信网络的当前网络带宽。卡尔曼滤波在测量方差已知的情况下能够从一系列存在测量噪声的数据中，估计动态系统的状态，由于它便于计算机编程实现,并能够对现场采集的数据进行实时的更新和处理,卡尔曼滤波是目前应用最为广泛的滤波方法。卡尔曼滤波是一种利用线性系统状态方程，通过系统输入输出观测数据，对系统状态进行最优估计的算法。由于观测数据中包括系统中的噪声和干扰的影响，所以最优估计也可看作是滤波过程。卡尔曼滤波不要求信号和噪声都是平稳过程的假设条件。对于每个时刻的系统扰动和观测误差(即噪声)，只要对它们的统计性质作某些适当的假定，通过对含有噪声的观测信号进行处理，就能在平均的意义上，求得误差为最小的真实信号的估计值。假设状态空间的n-1时刻估计值和观测空间的n时刻测量值都满足独立高斯分布，卡尔曼滤波器就是通过高斯分布的乘积运算将估计值和测量值结合，获得最接近真值的n时刻估计。高斯分布乘积运算的结果仍为高斯分布，高斯分布的均值对应n时刻的估计值，高斯分布的方差对应n时刻的均方误差。因此，带宽估算模型为：
d(i)＝dL(i)/C+w(i)
其中，d(i)为两帧数据的网络传输时间差，dL(i)为两帧数据的大小差，w(i)为高斯白噪声，L为视频数据包的长度，C为通信网络传输能力。在本实施例中，所评估所述通信网络的当前网络带宽为800kbps。
S13，将评估的通信网络的当前网络带宽和当前播放的数据帧的帧序号反馈至发送端。
请参阅图3，显示为步骤S2的流程示意图。如图3所示，所述S2具体包括以下几个步骤：
S21，根据所述发送端的当前帧率周期性抓取其当前待处理的数据帧的帧序号。例如，当前阵列为25帧，则每隔40ms采集一数据帧。本步骤S21抓取到当前待处理的数据帧的帧序号为第20帧。
S22，根据接收端所反馈的当前播放的数据帧的帧序号，判断在接收端和发送端的通信过程中的帧传播时延是否在预定合理范围内，若是，则执行步骤S23，调整发送端的当前可用带宽，以使其平稳。若否，则执行步骤S24。于本实施例中，所述步骤S22具体包括：
将抓取到的当前待处理的数据帧序号与接收端所反馈的当前播放的数据帧序号相减，计算出接收端和发送端的通信过程中的帧传播时延。例如，接收端和发送端的通信过程中的帧传播时延＝将抓取到的当前待处理的数据帧序号-接收端所反馈的当前播放的数据帧序号＝20-15＝5。
将该帧传播时延与预存的时延阈值相比对，以判断该帧传播时延是否在预定合理范围内；若该帧传播时延小于等于该预存的时延阈值，则执行步骤S23，即调整发送端的当前可用带宽；若该帧传播时延大于该预存的时延阈值，则执行步骤S24，即主动丢弃发送所端抓取到的当前待处理的数据帧，并等待抓取下一待处理的数据帧的帧序号，并重新计算出接收端和发送端的通信过程中的帧传播时延，即主动丢弃发送所端抓取到的当前待处理的数据帧之后，返回步骤S21，再次进入计算接收端和发送端的通信过程中的帧传播时延的流程。例如，本实施例中预存的时延阈值为4，所计算的收端和发送端的通信过程中的帧传播时延5大于预存的时延阈值4，调整所反馈的通信网络的当前网络带宽，以获取一当前可用带宽，以为发送端内的编码器提供码率控制标准。
S23，调整发送端的当前网络带宽，以使网络带宽平稳，不会因码流的波动产生很大变动。
具体地，根据通信网络的当前网络带宽、发送端的当前可用带宽(于本实施例中，发送端的当前可用带宽为800kbps)、及预存的带宽调整范围，计算出通信网络的当前可用带宽区域，判断通信网络的当前网络带宽是否在计算的通信网络的当前可用带宽区域；若是，则以所评估的当前网络带宽为发送端的当前可用带宽；若否，则继续调整通信网络的当前网络带宽。在本实施例中，所述预存的带宽调整范围为不超过所计算的通信网络的当前网络带宽的20％。计算出通信网络的当前可用带宽区域＝[800kbps-800kbps×20％，800kbps+800kbps×20％]＝[640kbps，960kbps]。
判断通信网络的当前网络带宽是否大于等于所计算的通信网络的当前可用带宽区域的最大可用带宽，若大于等于，则将发送端的当前可用带宽调整为所计算的通信网络的当前可用带宽区域的最大可用带宽，即将发送端的当前可用带宽调整为960kbps；若小于(即判断所评估的通信网络的当前网络带宽在计算的通信网络的当前可用带宽区域内)，则将发送端的当前可用带宽调整为所评估的通信网络的当前网络带宽；
判断通信网络的当前网络带宽是否小于等于所计算的通信网络的当前可用带宽区域的最小可用带宽，若小于等于，则将发送端的当前可用带宽调整为所计算的通信网络的当前可用带宽区域的最小可用带宽，即将发送端的当前可用带宽调整为640kbps。例如，本实施例中，所评估的通信网络的当前网络带宽为500kbps，则将将发送端的当前可用带宽调整为640kbps；若大于(即判断所评估的通信网络的当前网络带宽在计算的通信网络的当前可用带宽区域内)，则将发送端的当前可用带宽调整为所评估的通信网络的当前网络带宽。
本实施例还提供一种码流管理方法，该方法应用于接收端；应用于接收端的所述码流管理方法包括以下步骤：
接收网络数据包，统计该网络数据包用于计算所述通信网络的性能指标的数据属性；
根据统计的数据属性，评估所述通信网络的性能指标，并记录所述网络数据包中当前播放的数据帧序号；
将评估的性能指标和当前播放的数据帧序号反馈至发送端。
本实施例还提供另一种码流管理方法，该方法应用于发送端；应用于发送端的所述马骝管理方法包括以下步骤：
根据接收端所反馈的当前播放的数据帧的帧序号，判断在接收端和发送端的通信过程中的帧传播时延是否在预定合理范围内，若是，则调整所反馈的性能指标，以使网络带宽平稳，不会因码流的波动产生很大变动。
本实施例所述的码流控制方法和码流管理方法针对屏幕内容的特点，降低带宽评估算法对码流的依赖性，提高了带宽评估算法的合理性，有效的减小屏幕内容实时传输过程中较大的码率变动对带宽评估算法的影响。并且提出了一种基于端到端时延的跳帧策略，通过在发送端主动丢帧来保证整个传输过程的时延。不同于现有的码流控制算法，该算法有效的解决了屏幕内容实时传输过程中的码率冲击，降低端到端传输的时延，提高了用户的交互体验。
实施例二
本实施例提供一种码流控制系统，其特征在于，应用于包括接收端和发送端的通信网络，所述码流控制系统包括：
接收模块，用于接收源于所述发送端发送的网络数据包，并对所述网络数据包执行反馈处理；其中，所述接收模块包括：
第一通信单元，用于接收网络数据包；
第一处理单元，用于统计该网络数据包用于计算所述通信网络的性能指标的数据属性，根据统计的数据属性，评估所述通信网络的性能指标，并记录所述网络数据包中当前播放的数据帧的帧序号；并通过所述第一通信单元将评估的性能指标和当前播放的数据帧的帧序号反馈至发送端；
发送模块，用于对所述接收模块反馈的评估的性能指标和当前播放的数据帧的帧序号进行码流调整；所述发送模块包括：
第二处理单元，根据接收端所反馈的当前播放的数据帧的帧序号，判断在接收端和发送端的通信过程中的帧传播时延是否在预定合理范围内，若是，则调整发送端的性能指标，以使其平稳。
以下将结合图示对本实施例所提供的码流控制系统进行详细说明。请参阅图4，显示为码流控制系统于一实施例中的原理结构示意图。如图4所示，所述码流控制系统1包括：
所述接收模块11用于接收源于所述发送端发送的视频数据包，并对所述视频数据包执行反馈处理。
与所述接收模块11通信连接的发送模块12用于对接收模块11所反馈的评估的性能指标和当前播放的视频数据帧的帧序号进行码流调整。
具体参阅图4，所述接收模块11包括：第一通信单元111和第一处理单元112。
第一通信单元111用于接收发送端发送的视频数据包。
与所述第一通信单元111连接的第一处理单元112用于统计该视频数据包用于计算所述通信网络的性能指标的数据属性；根据统计的数据属性，评估所述通信网络的性能指标，并记录所述视频数据包中当前播放的数据帧的帧序号。具体地，接收端在接收到发送端基于RTP协议传输的视频数据包后，先对该视频数据包进行解码，根据解码后的视频数据包的包头信息统计用于计算所述通信网络的性能指标的数据属性。在本实施例中，所述数据属性包括视频数据包的长度、到达接收端的时间、和/或发送端发送视频数据包的时间。所述通信网络的性能指标于本实施例中为通信网络的当前网络带宽。在本实施例中，采用卡尔曼滤波方式评估通信网络的当前网络带宽。
所述第一通信单元111用于将评估的通信网络的当前网络带宽和当前播放的数据帧的帧序号反馈至发送模块。
所述发送模块12包括第二通信单元121和第二处理单元122。
第二通信单元121用于接收所述接收模块11反馈的评估的通信网络的当前网络带宽和当前播放的数据帧的帧序号。
与所述第二通信单元121连接的第二处理单元122用于根据所述发送端的当前帧率周期性抓取其当前待处理的数据帧的帧序号。根据接收端所反馈的当前播放的数据帧的帧序号，判断在接收端和发送端的通信过程中的帧传播时延是否在预定合理范围内，若是，则调整发送端的性能指标，以使其平稳。若否，则主动丢弃发送所端抓取到的当前待处理的数据帧，并等待抓取下一待处理的数据帧的帧序号，并重新计算出接收端和发送端的通信过程中的帧传播时延。
于本实施例中，所述第二处理单元122具体用于将抓取到的当前待处理的数据帧序号与接收端所反馈的当前播放的数据帧序号相减，计算出接收端和发送端的通信过程中的帧传播时延。
将该帧传播时延与预存的时延阈值相比对，以判断该帧传播时延是否在预定合理范围内；若该帧传播时延小于等于该预存的时延阈值，则调整所反馈的通信网络的当前网络带宽；若该帧传播时延大于该预存的时延阈值，则主动丢弃发送所端抓取到的当前待处理的数据帧，并等待抓取下一待处理的数据帧的帧序号，并重新计算出接收端和发送端的通信过程中的帧传播时延，即主动丢弃发送所端抓取到的当前待处理的数据帧之后，再次计算接收端和发送端的通信过程中的帧传播时延。
所述第二处理单元122根据通信网络的当前网络带宽、发送端的当前可用带宽、及预存的带宽调整范围，计算出通信网络的当前可用带宽区域，判断通信网络的当前网络带宽是否在计算的通信网络的当前可用带宽区域；若是，则以所评估的当前网络带宽为发送端的当前可用带宽；若否，则继续调整发送端的性能指标，即判断通信网络的当前网络带宽是否大于等于所计算的通信网络的当前可用带宽区域的最大可用带宽，若大于等于，则将发送端的当前可用带宽调整为所计算的通信网络的当前可用带宽区域的最大可用带宽；若小于(即判断所评估的通信网络的当前网络带宽在计算的通信网络的当前可用带宽区域内)，则将发送端的当前可用带宽调整为所评估的通信网络的当前网络带宽；判断通信网络的当前网络带宽是否小于等于所计算的通信网络的当前可用带宽区域的最小可用带宽，若小于等于，则将发送端的当前可用带宽调整为所计算的通信网络的当前可用带宽区域的最小可用带宽；若大于(即判断所评估的通信网络的当前网络带宽在计算的通信网络的当前可用带宽区域内)，则将发送端的当前可用带宽调整为所评估的通信网络的当前网络带宽。
本实施例还提供一种码流管理系统，该码流管理系统应用于接收端；所述码流管理系统包括：
第一通信单元用于接收网络数据包；
第一处理单元用于统计该网络数据包用于计算所述通信网络的性能指标的数据属性，根据统计的数据属性，评估所述通信网络的性能指标，并记录所述网络数据包中当前播放的数据帧的帧序号；并通过所述第一通信单元反馈评估的性能指标和当前播放的数据帧的帧序号。
本实施例又提供一种码流管理系统，该码流管理系统应用于发送端，所述码流管理系统包括：
第二通信单元用于接收所述接收端所反馈的评估的性能指标和当前播放的数据帧的帧序号。
第二处理单元用于根据接收端所反馈的当前播放的数据帧的帧序号，判断在接收端和发送端的通信过程中的帧传播时延是否在预定合理范围内，若是，则调整发送端的性能指标，以使其平稳。
本实施例最后一种终端设备，所述终端设备包括基于接收端的码流管理系统，和/或基于发送端的码流管理系统。
综上所述，本发明所述的码流控制方法和系统、码流管理方法和系统，及终端设备针对屏幕内容的特点，降低带宽评估算法对码流的依赖性，提高了带宽评估算法的合理性，有效的减小屏幕内容实时传输过程中较大的码率变动对带宽评估算法的影响。并且提出了一种基于端到端时延的跳帧策略，通过在发送端主动丢帧来保证整个传输过程的时延。不同于现有的码流控制算法，该算法有效的解决了屏幕内容实时传输过程中的码率冲击，降低端到端传输的时延，提高了用户的交互体验。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (12)
1.一种码流控制方法，其特征在于，应用于包括接收端和发送端的通信网络，所述码流控制方法包括以下步骤：
接收端接收源于所述发送端发送的网络数据包，并对所述网络数据包执行反馈处理的步骤；该步骤包括：
接收网络数据包，统计该网络数据包用于计算所述通信网络的性能指标的数据属性；
根据统计的数据属性，评估所述通信网络的性能指标，并记录所述网络数据包中当前播放的数据帧的帧序号；
将评估的性能指标和当前播放的数据帧的帧序号反馈至发送端；
发送端对接收端反馈的评估的性能指标和当前播放的数据帧的帧序号进行码流调整的步骤；该步骤包括：
根据接收端所反馈的当前播放的数据帧的帧序号，判断在接收端和发送端的通信过程中的帧传播时延是否在预定合理范围内，若是，则调整发送端的性能指标，以使其平稳。
2.根据权利要求1所述的码流控制方法，其特征在于：
所述数据属性包括每个网络数据包的长度、到达接收端的时间、和/或发送端发送每个网络数据包的时间；
所述性能指标为当前网络带宽。
3.根据权利要求2所述的码流控制方法，其特征在于：所述评估所述通信网络的性能指标的步骤为采用卡尔曼滤波方式评估通信网络的当前网络带宽。
4.根据权利要求3所述的码流控制方法，其特征在于：调整发送端的当前网络带宽是指：
根据通信网络的当前网络带宽、发送端的当前可用带宽、及预存的带宽调整范围，计算出通信网络的当前可用带宽区域，判断通信网络的当前网络带宽是否在计算的通信网络的当前可用带宽区域；若是，则以所评估的当前网络带宽为发送端的当前可用带宽；若否，则继续调整发送端的当前网络带宽。
5.根据权利要求3所述的码流控制方法，其特征在于：所述继续调整发送端的当前网络带宽的步骤包括：
判断通信网络的当前网络带宽是否大于等于所计算的通信网络的当前可用带宽区域的最大可用带宽，若大于等于，则将发送端的当前可用带宽调整为所计算的通信网络的当前可用带宽区域的最大可用带宽；若小于，将发送端的当前可用带宽调整为所评估的通信网络的当前网络带宽；
判断通信网络的当前网络带宽是否小于等于所计算的通信网络的当前可用带宽区域的最小可用带宽，若小于等于，则将发送端的当前可用带宽调整为所计算的通信网络的当前可用带宽区域的最小可用带宽；若大于，将发送端的当前可用带宽调整为所所评估的通信网络的当前网络带宽。
6.根据权利要求2所述的码流控制方法，其特征在于：所述根据接收端所反馈的当前播放的数据帧的帧序号，判断在接收端和发送端的通信过程中的帧传播时延是否在预定合理范围内的步骤包括：
根据所述发送端的当前帧率周期性抓取其当前待处理的数据帧的帧序号；
将抓取到的当前待处理的数据帧序号与接收端所反馈的当前播放的数据帧序号相减，计算出接收端和发送端的通信过程中的帧传播时延；
将该帧传播时延与预存的时延阈值相比对，以判断该帧传播时延是否在预定合理范围内；若该帧传播时延小于等于该预存的时延阈值，则调整所反馈的通信网络的当前网络带宽；若该帧传播时延大于该预存的时延阈值，则主动丢弃发送端所抓取到的当前待处理的数据帧，等待抓取下一待处理的数据帧的帧序号，并重新计算出接收端和发送端的通信过程中的帧传播时延。
7.一种码流管理方法，其特征在于，应用于接收端；所述码流管理方法包括以下步骤：
接收网络数据包，统计该网络数据包用于计算所述通信网络的性能指标的数据属性；根据统计的数据属性，评估所述通信网络的性能指标，并记录所述网络数据包中当前播放的数据帧序号；
将评估的性能指标和当前播放的数据帧序号反馈至发送端。
8.一种码流管理方法，其特征在于，应用于发送端；所述码流管理方法包括：
根据接收端所反馈的当前播放的数据帧的帧序号，判断在接收端和发送端的通信过程中的帧传播时延是否在预定合理范围内，若是，则调整所反馈的性能指标，以使其平稳。
9.一种码流控制系统，其特征在于，应用于包括接收端和发送端的通信网络，所述码流控制系统包括：
接收模块，用于接收源于所述发送端发送的网络数据包，并对所述网络数据包执行反馈处理；其中，所述接收模块包括：
第一通信单元，用于接收网络数据包；
第一处理单元，用于统计该网络数据包用于计算所述通信网络的性能指标的数据属性，根据统计的数据属性，评估所述通信网络的性能指标，并记录所述网络数据包中当前播放的数据帧的帧序号；并通过所述第一通信单元反馈评估的性能指标和当前播放的数据帧的帧序号；
发送模块，用于对所述接收模块反馈的评估的性能指标和当前播放的数据帧的帧序号进行码流调整；所述发送模块包括：
第二处理单元，根据接收模块所反馈的当前播放的数据帧的帧序号，判断在接收端和发送端的通信过程中的帧传播时延是否在预定合理范围内，若是，则调整发送端的性能指标，以使其平稳。
10.一种码流管理系统，其特征在于，应用于接收端；所述码流管理系统包括：
第一通信单元，用于接收网络数据包；
第一处理单元，用于统计该网络数据包用于计算所述通信网络的性能指标的数据属性，根据统计的数据属性，评估所述通信网络的性能指标，并记录所述网络数据包中当前播放的数据帧的帧序号；并通过所述第一通信单元反馈评估的性能指标和当前播放的数据帧的帧序号。
11.一种码流管理系统，其特征在于，应用于发送端；所述码流管理系统包括：
第二处理单元，根据接收端所反馈的当前播放的数据帧的帧序号，判断在接收端和发送端的通信过程中的帧传播时延是否在预定合理范围内，若是，则调整发送端的性能指标，以使其平稳。
12.一种终端设备，其特征在于，包括如权利要求10所述的码流管理系统，和/或如权利要求11所述的码流管理系统。
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