CN107743253A - 用于无线网络中的视频传输速率适配方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于无线网络中的视频传输速率适配方法，包括：在缓冲区输出端预先设置一输出缓存区，且预设存储数据包的单位时间阈值；自缓冲区输出的数据包进入复用器的同时保存在输出缓存区，在当前单位时间阈值内获取存入数据包的总数；若当前单位时间阈值存入的数据包总数不等于上一单位时间阈值存入的数据包总数，且在上一单位时间阈值内存入的数据包总数上下浮动的10％范围内，则调整读出缓冲区数据的速度；如当前单位时间阈值存入的数据包总数不在上一单位时间阈值内存入的数据包总数上下浮动的10％范围内，但在上一单位时间阈值内存入的数据包总数上下浮动的35％范围内，则相应调整编码器中下一时段I帧图像处理的强度。

Description

用于无线网络中的视频传输速率适配方法

技术领域

本发明涉及视频播放领域，具体涉及一种用于无线网络中的视频传输速率适配方法。

背景技术

随着对视频播放要求越来越高，传统流媒体系统采用缓存帧的方法来克服信道变化等原因造成的不稳定性，缓存帧用一定的时延来换取视频的流畅性。在信号条件变差时，缓冲区发生下溢，则暂停媒体播放，缓冲后继续播放，但该方法容易造成视频播放的中断，且很难保证视频传输的实时性，影响用户的观看体验。

针对上述问题，专利文件201310006416.X公开了一种无线网络下视频实时传输的码率平滑方法，通过周期性的统计视频帧的传输时延，当传输时延变小时，通过快进调小播放缓存；当传输时延变大时，通过慢放调大播放缓存，所述快进和慢放的调整步长由传输时延变化、播放缓存深度以及时间戳信息共同决定。该方法在实际操作中，通过调节播放速度的25％变化幅度来调整缓存区大小，然而，播放速度25％的变化导致画面和声音的非正常状态较大影响了用户的体验。

发明内容

本发明的目的在于提出一种用于无线网络中的视频传输速率适配方法，该方法通过输出缓存区单位时间阈值进行网络传输状况好坏的预测；缓冲区输出速率的大小对缓冲区网络传输的快慢进行定义，同时通过调整读出缓冲区数据速度以及调整编码器下一时段I帧图像处理的强度来实现视频传输速率适配。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是一种用于无线网络中的视频传输速率适配方法，所述方法包括以下步骤：

S1、在缓冲区输出端预先设置一输出缓存区，且针对该输出缓存区预设存储数据包的单位时间阈值，所述单位时间阈值即为一个单位时间内正常获取存入数据包的总数；

S2、自缓冲区输出的数据包进入复用器的同时，将输出的数据包同时保存在输出缓存区，在当前单位时间阈值内获取存入数据包的总数；

若当前单位时间阈值存入的数据包总数不等于上一单位时间阈值存入的数据包总数，且在上一单位时间阈值内存入的数据包总数上下浮动的10％范围内，则至步骤S3；如当前单位时间阈值存入的数据包总数不在上一单位时间阈值内存入的数据包总数上下浮动的10％范围内，但在上一单位时间阈值内存入的数据包总数上下浮动的35％范围内，则至步骤S4；

S3、根据当前单位时间阈值存入的数据包总数和上一单位时间阈值存入的数据包总数的大小关系，调整读出缓冲区数据的速度；

S4、根据当前单位时间阈值存入的数据包总数和上一单位时间阈值存入的数据包总数的大小关系，相应调整编码器中下一时段I帧图像处理的强度。

进一步的，所述缓冲区为环形缓冲区。

在一个优选方案中，，所述步骤S3具体包括：

S3.1、当前单位时间阈值存入的数据包总数小于上一单位时间阈值存入的数据包总数，即网络传输速度减缓，则读出缓冲区数据的速度放慢；

S3.2、当前单位时间阈值存入的数据包总数大于上一单位时间阈值存入的数据包总数，即网络传输速度加快，则读出缓冲区数据的速度加快。

进一步的，所述步骤S3.1中所述读出缓冲区数据的放慢速度和加快速度具体为：对当前进入复用器传输缓存区的数据包速度进行20％范围内调整，即放慢速度下限为当前进入复用器传输缓存区的数据包速度的80％，上限为当前进入复用器传输缓存区的数据包速度；加快速度下限为当前进入复用器传输缓存区的数据包速度，上限为当前进入复用器传输缓存区的数据包速度的120％。

在另一个优选方案中，所述步骤S4具体包括：

S4.1、当前单位时间阈值存入的数据包总数小于上一单位时间阈值存入的数据包总数，即网络传输速度减缓，则编码器的图像处理模块将下一时段I帧的图像降低噪声操作的滤波强度、降低边缘增强操作的处理强度和/或增强图像的压缩量，以降低下一时段I帧的传输码率；

S4.2、当前单位时间阈值存入的数据包总数大于上一单位时间阈值存入的数据包总数，即网络传输速度加快，则编码器的图像处理模块将下一时段I帧的图像增强噪声操作的滤波强度、增加边缘增强操作的处理强度和/或减少图像的压缩量，以提高下一时段I帧的图像质量。

本发明传输速率适配方法的再一个优选方案，所述方法还包括S5，所述步骤S2中还包括当前单位时间阈值存入的数据包总数不在上一单位时间阈值内存入的数据包总数及其上下浮动的35％范围内，则至步骤S5；

S5、当前单位时间阈值存入的数据包总数小于上一单位时间阈值存入的数据包总数，即网络传输速度非常缓慢，则编码器的图像处理模块将下一时段I帧的图像增强噪声操作的滤波强度、降低边缘增强操作的处理强度和/或增强图像的压缩量；同时缓冲区丢弃非关键帧P帧，降低下一时段I帧的传输码率；当前单位时间阈值存入的数据包总数大于上一单位时间阈值存入的数据包总数，则放慢读出缓冲区数据。

其中，所述步骤S5中缓冲区丢弃非关键帧P帧具体为：从环形缓冲区的读指针部分开始丢弃非关键帧P帧，直到遇到I帧就停止丢帧，再将新来的数据帧增加进入缓冲区。

在一些优选的技术方案中，所述方法还包括：

存入所述输出缓存区且已被当前单位时间阈值内点数后的数据包，在预设间隔时间即被删除；所述预设间隔时间是指自当前单位阈值的最后时间点起算的间隔时间。

进一步的，所述预设间隔时间为2～10s。

本发明用于无线网络中的视频传输速率适配方法，通过输出缓存区单位时间阈值进行网络传输状况好坏的预测；通过调整读出缓冲区数据速度以及调整编码器下一时段I帧图像处理的强度来实现视频传输速率适配。在具体的操作过程中，将输出缓存区当前单位时间阈值相较于上一单位时间阈值的比值划分多个区间。在两者阈值差值较小的区间，通过调节复用器内的传输缓存实现同步调节环形缓冲区的缓冲大小，复用器内的传输缓存加快时，环形缓冲区缓冲调小，达到缩短传输时延的目的；复用器内的传输缓存放慢时，环形缓冲器缓冲调大，避免其无数据传输造成播放中断。在两者阈值差值较大的区间，通过调整编码器的图像处理和压缩量来实现关键帧I帧的传输码流，该调整在网络传输速度慢时，牺牲一些图像质量已达到传输平滑顺畅的目的。在两者阈值差值更大的区间，网络传输速度放慢时，结合图像处理及其压缩量，丢弃非关键帧P帧或者跳过最大距离阈值，以达到传输平滑顺畅；网络传输速度加快时，则可放慢环形缓冲区的数据传输。

附图说明

图1为本发明用于无线网络中的视频传输速率适配方法的一种实施方式的示意图；

图2为本发明用于无线网络中的视频传输速率适配方法中步骤S3的一种具体实施方式的示意图；

图3为本发明用于无线网络中的视频传输速率适配方法中步骤S4的一种具体实施方式的示意图；

图4为本发明用于无线网络中的视频传输速率适配方法中的步骤S5的一种具体实施方式的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面参考附图对本发明的实施例进行描述。参见图1，一种用于无线网络中的视频传输速率适配方法，所述方法包括以下步骤：

S1、预先设置一输出缓存区，且针对该输出缓存区预设存储数据包的单位时间阈值，所述单位时间阈值即为一个单位时间内正常获取存入数据包的总数；

S2、自缓冲区输出的数据包进入复用器的同时，将输出的数据包同时保存在输出缓存区，在当前单位时间阈值内获取存入数据包的总数；需要说明的是，为保证有效准确的传输时延预测，本发明方法对多个连续的单位时间阈值进行统计，针对上一个单位时间阈值获取存入数据包的总数与当前单位时间阈值获取存入数据包的总数，当前单位时间的数据包总数变小，则说明网络状况较差；而当单位时间的数据包总数变大，则说明网络状况较好。

若当前单位时间阈值存入的数据包总数M_current不等于上一单位时间阈值存入的数据包总数M_last，且在上一单位时间阈值内存入的数据包总数M_last上下浮动的10％范围内，即M_current≠M_last，且M_current在[M_last-10％M_last，M_last+10％M_last]范围内,则至步骤S3；如当前单位时间阈值存入的数据包总数M_current不在上一单位时间阈值内存入的数据包总数M_last上下浮动的10％范围内，但在上一单位时间阈值内存入的数据包总数M_last上下浮动的35％范围内，即M_current在[M_last-35％M_last，M_last-10％M_last]&[M_last+10％M_last,M_last+35％M_last]范围内，则至步骤S4；

S3、根据当前单位时间阈值存入的数据包总M_current数和上一单位时间阈值存入的数据包总数M_last的大小关系，调整读出缓冲区数据的速度；

S4、根据当前单位时间阈值存入的数据包总数M_current和上一单位时间阈值存入的数据包总数M_last的大小关系，相应调整编码器中下一时段I帧图像处理的强度。

在上述基础方案的基础上，本发明用于无线网络中的视频传输速率适配方法在一个具体的实施方案中，如图2所示，所述步骤S3具体包括：

S3.1、当前单位时间阈值存入的数据包总数M_current小于上一单位时间阈值存入的数据包总数M_last，即在步骤S2前提下，M_current＜M_last-10％M_last,此时网络传输速度减缓，则读出缓冲区数据的速度放慢；

S3.2、当前单位时间阈值存入的数据包总数M_current大于上一单位时间阈值存入的数据包总数M_last，即在步骤S1前提下，M_current大于M_last+10％M_last，即网络传输速度加快，则读出缓冲区数据的速度加快。

所述读出缓冲区数据的放慢速度和加快速度具体为：对当前进入复用器传输缓存区的数据包速度V_current进行20％范围内调整，即放慢速度下限为当前进入复用器传输缓存区的数据包速度的80％，上限为当前进入复用器传输缓存区的数据包速度；即[80％V_current，V_current]；加快速度下限为当前进入复用器传输缓存区的数据包速度，上限为当前进入复用器传输缓存区的数据包速度的120％；即[V_current，120％V_current]。

需要说明的是，本发明所述的复用器的输入端的输入串并转换结构接收视频、音频以及其他数据后，经数据通道进入传输缓存区，通过调整该传输缓存区能更好的控制复用器输入端后侧的环形缓冲区的大小。加快复用器传输缓存区的传输速度，则环形缓冲区缓冲变小，从而缩短了数据输出时延；放慢复用器传输缓存区的传输速度，则环形缓冲区缓冲变大，避免环形缓冲区空缓造成视频播放停顿。

图3示出了本发明用于无线网络中的视频传输速率适配方法的步骤S4的具体实施方式。所述步骤S4具体包括：

S4.1、在步骤S2的基础上，当前单位时间阈值存入的数据包总数M_current小于上一单位时间阈值存入的数据包总数M_last，即M_last-35％M_last＜M_current＜M_last-10％M_last，网络传输速度减缓，则编码器的图像处理模块将下一时段I帧的图像降低噪声操作的滤波强度、降低边缘增强操作的处理强度和/或增强图像的压缩量，以降低下一时段I帧的传输码率；

S4.2、在步骤S2基础上，当前单位时间阈值存入的数据包总数M_current大于上一单位时间阈值存入的数据包总数M_last，即M_last+10％M_last＜M_current＜M_last+35％M_last，网络传输速度加快，则编码器的图像处理模块将下一时段I帧的图像增强噪声操作的滤波强度、增加边缘增强操作的处理强度和/或减少图像的压缩量，以提高下一时段I帧的图像质量。

图4还示出了本发明用于无线网络中的视频传输速率适配方法中的又一实施方式。该实施方式中所述步骤S2中还包括当前单位时间阈值存入的数据包总数M_current不在上一单位时间阈值内存入的数据包总数M_last及其上下浮动的35％范围内，即M_current不属于[65％M_last,135％M_last]时，所述方法还包括步骤5。

S5、当前单位时间阈值存入的数据包总数小于上一单位时间阈值存入的数据包总数，即M_current＜65％M_last，网络传输速度非常缓慢，则编码器的图像处理模块将下一时段I帧的图像增强噪声操作的滤波强度、降低边缘增强操作的处理强度和/或增强图像的压缩量；同时缓冲区丢弃非关键帧P帧，降低下一时段I帧的传输码率。

当前单位时间阈值存入的数据包总数大于上一单位时间阈值存入的数据包总数，即M_current＞135％M_last，则放慢读出缓冲区数据。

其中，S5中缓冲区丢弃非关键帧P帧具体为：从环形缓冲区的读指针部分开始丢弃非关键帧P帧，直到遇到I帧就停止丢帧，再将新来的数据帧增加进入缓冲区。

本发明用于无线网络中的视频传输速率适配方法在一些实施例中，还包括存入所述输出缓存区且已被当前单位时间阈值内点数后的数据包，在预设间隔时间即被删除；所述预设间隔时间是指自当前单位阈值的最后时间点起算的间隔时间。其中，所述预设间隔时间优选为2～10s，尽快清理输出缓存区内的数据。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于无线网络中的视频传输速率适配方法，所述方法包括以下步骤：

S1、在缓冲区输出端预先设置一输出缓存区，且针对该输出缓存区预设存储数据包的单位时间阈值，所述单位时间阈值即为一个单位时间内正常获取存入数据包的总数；

S2、自缓冲区输出的数据包进入复用器的同时，将输出的数据包同时保存在输出缓存区，在当前单位时间阈值内获取存入数据包的总数；

若当前单位时间阈值存入的数据包总数不等于上一单位时间阈值存入的数据包总数，且在上一单位时间阈值内存入的数据包总数上下浮动的10％范围内，则至步骤S3；如当前单位时间阈值存入的数据包总数不在上一单位时间阈值内存入的数据包总数上下浮动的10％范围内，但在上一单位时间阈值内存入的数据包总数上下浮动的35％范围内，则至步骤S4；

S3、根据当前单位时间阈值存入的数据包总数和上一单位时间阈值存入的数据包总数的大小关系，调整读出缓冲区数据的速度；

S4、根据当前单位时间阈值存入的数据包总数和上一单位时间阈值存入的数据包总数的大小关系，相应调整编码器中下一时段I帧图像处理的强度。

2.如权利要求1所述的用于无线网络中的视频传输速率适配方法，其特征在于，所述缓冲区为环形缓冲区。

3.如权利要求2所述的用于无线网络中的视频传输速率适配方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：

S3.1、当前单位时间阈值存入的数据包总数小于上一单位时间阈值存入的数据包总数，即网络传输速度减缓，则读出缓冲区数据的速度放慢；

S3.2、当前单位时间阈值存入的数据包总数大于上一单位时间阈值存入的数据包总数，即网络传输速度加快，则读出缓冲区数据的速度加快。

4.如权利要求3所述的用于无线网络中的视频传输速率适配方法，其特征在于，所述步骤S3.1中所述读出缓冲区数据的放慢速度和加快速度具体为：对当前进入复用器传输缓存区的数据包速度进行20％范围内调整，即放慢速度下限为当前进入复用器传输缓存区的数据包速度的80％，上限为当前进入复用器传输缓存区的数据包速度；加快速度下限为当前进入复用器传输缓存区的数据包速度，上限为当前进入复用器传输缓存区的数据包速度的120％。

5.如权利要求2所述的用于无线网络中的视频传输速率适配方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括：

S4.1、当前单位时间阈值存入的数据包总数小于上一单位时间阈值存入的数据包总数，即网络传输速度减缓，则编码器的图像处理模块将下一时段I帧的图像降低噪声操作的滤波强度、降低边缘增强操作的处理强度和/或增强图像的压缩量，以降低下一时段I帧的传输码率；

S4.2、当前单位时间阈值存入的数据包总数大于上一单位时间阈值存入的数据包总数，即网络传输速度加快，则编码器的图像处理模块将下一时段I帧的图像增强噪声操作的滤波强度、增加边缘增强操作的处理强度和/或减少图像的压缩量，以提高下一时段I帧的图像质量。

6.如权利要求2所述的用于无线网络中的视频传输速率适配方法，其特征在于，所述方法还包括S5，所述步骤S2中还包括当前单位时间阈值存入的数据包总数不在上一单位时间阈值内存入的数据包总数及其上下浮动的35％范围内，则至步骤S5；

S5、当前单位时间阈值存入的数据包总数小于上一单位时间阈值存入的数据包总数，即网络传输速度非常缓慢，则编码器的图像处理模块将下一时段I帧的图像增强噪声操作的滤波强度、降低边缘增强操作的处理强度和/或增强图像的压缩量；同时缓冲区丢弃非关键帧P帧，降低下一时段I帧的传输码率；当前单位时间阈值存入的数据包总数大于上一单位时间阈值存入的数据包总数，则放慢读出缓冲区数据。

7.如权利要求6所述的用于无线网络中的视频传输速率适配方法，其特征在于，所述步骤S5中缓冲区丢弃非关键帧P帧具体为：从环形缓冲区的读指针部分开始丢弃非关键帧P帧，直到遇到I帧就停止丢帧，再将新来的数据帧增加进入缓冲区。

8.如权利要求1所述的用于无线网络中的视频传输速率适配方法，其特征在于，所述方法还包括

存入所述输出缓存区且已被当前单位时间阈值内点数后的数据包，在预设间隔时间即被删除；所述预设间隔时间是指自当前单位阈值的最后时间点起算的间隔时间。

9.如权利要求8所述的用于无线网络中的视频传输速率适配方法，其特征在于，所述预设间隔时间为2～10s。