CN107750001B - 一种视频帧传输方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种视频帧传输方法，该方法主要在视频过程中，在编码器和接收端之间引入一编码区和已发送区，通过判断已发送区内发送的数据包的个数，判断接收端接受数据包的情况，根据该情况判断如何对编码器的编码速率和发送端的发送速率进行调整，并且本发明在发送通道和编码通道内分别设置发送池和编码区与非编码区，目的是为了统计发送通道和编码通道内发送的数据包个数和编码的数据包个数，便于后续发送速率和编码速率的调整。

Description

一种视频帧传输方法
技术领域
本发明属于视频帧传输领域，特别涉及一种视频帧传输方法。
背景技术
当利用网络传输视频数据时，为了减少数据量，需要编码技术提供压缩处理，经处理后的视频帧由一系列的编码帧组成，通过编码技术编码的帧包括I帧、P帧和B帧。一个视频帧包含一个I帧和若干个B帧和P帧。
由于无线网络的不可靠，使得视频的播放质量难以保证，接收端会出现严重的丢包现象，由于丢包造成视频传输的停顿是目前视频通信质量的瓶颈之一。为了解决现有技术存在的技术问题，CN102457727公开了一种用于3G网络的多通道H.264视频帧的传输方法，该方法通过N个通道对帧数据进行传输，在一个通道开始发送一个I帧数据的时刻后，一段时间，下个通道开始发送下个I帧数据，该方法可以解决可以将各视频帧的I帧传输时间分散在不同的时间段内，减少多路视频的数据突发现象，减少接收端丢包，可以提高视频质量，但是现有技术公开的方法中，将所有视频帧内的I帧传输均错开，有时接收端的网络带宽很充足，只接受其中某一I帧时，会造成带宽浪费的现象，因此现有技术公开的视频帧传输方法没有兼顾接收端的带宽情况对视频帧的传输进行调整。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种视频帧传输方法，该方法不但能够充分地利用网络带宽，并且能够保证接收端接受视频的质量，降低接收端出现的卡顿和花屏等现象。
本发明具体技术方案如下：
本发明提供一种视频帧传输方法，该方法包括如下步骤：
S1：发送端将视频帧拆分成多个数据包，并通过n个发送通道以速率x发送给编码器，每个发送通道发送的数据包均通过各自的发送池缓存，n≥2；
S2：编码器内的n个编码通道接受数据包，并进行编码，每一编码通道内均设有一个编码区和三个非编码区，编码区将数据包进行编码并发送给缓存区，同时将编码出的I帧、P帧和B帧对于的数据包分别存储在非编码区；
S3：缓存区将编码后的数据包同时发送给接收端和已发送区；
S4：判断已发送区内数据包的个数，根据数据包的个数调整编码器内编码通道的编码速率和/或发送端内发送通道的发送速率。
进一步的改进，步骤S4包括：
S41：计算t时间内已发送区数据包的个数G，并与G1进行比较，当3/4G1≤G＜G1时，进行步骤S42，G1＝nxt；
S42：降低编码器内编码通道的编码速率。
进一步的改进，步骤S4还包括：
S43：当步骤S41判断1/2G1≤G＜3/4G1时，降低发送端内发送通道的发送速率。
进一步的改进，步骤S4还包括：
S44：当步骤S41判断G＜1/2G1时，同时进行步骤S42和S43。
进一步的改进，步骤S42包括：
S421：分别统计一段时间每个编码通道的非编码区内I帧、P帧和B帧的个数，从非编码区内寻找I帧个数大于I帧个数阈值的编码通道，如果找到了，进行步骤S422，如果没找到，进行步骤S423；
S422：为该编码通道编码设置编码时间间隔；
S423：计算一段时间同一编码通道内存储的P帧和B帧的总个数，找到总个数大于个数阈值的编码通道，找到了，进行步骤S422。
进一步的改进，当步骤S423没有找到时通过如下方式调整编码速率：
S424：当第一个编码通道的非编码区内存储的I帧的个数为m个时，向第二个编码通道发送开始编码的指令，m为第一个编码通道到第n个编码通道的循环编码次数；
S425：当第二个编码通道的非编码区内存储的I帧的个数为m个，且P帧个数为I帧的1倍时，向第三编码通道发送开始编码的指令；
S426：当第三个编码通道的非编码区内存储的I帧的个数为m个，且存储的P帧的总个数为I帧的2倍时，向第四个编码通道发送开始编码的指令；
S427：当第四个编码通道的非编码区内存储的I帧的个数为m个，且存储的P帧和B帧的总个数为I帧的2倍时，判断此时第一编码通道是否已完成一个视频帧的编码，如果是，从第五通道开始，进行步骤S428；
S428：按照步骤S424到S427的步骤循环进行编码，直至到最后一个编码通道编码结束，再从第一个编码通道开始按照S424到S427的步骤循环编码。
进一步的改进，步骤S42还包括：
S429：当步骤S427判断此时第一通道还没有完成一个视频帧的编码，计算第一通道完成该视频帧剩余帧的编码所需时间t2，判断第五通道在所需的时间内是否能编码出一完整的I帧，如果能，进行步骤S430，如果不能，进行步骤S431；
S430：向第五编码通道发送开始编码的指令，当第五编码通道的非编码区内I帧的个数为m个，计算所需时间t2与第五通道编码出1个I帧所用时间的时间差△t，当时间差△t小于阈值时，向第六编码通道发送开始编码指令，并从第六通道开始进行步骤S428，如果当时间差△t不小于阈值，在时间差△t后向第六编码通道发送开始编码指令，并从第六通道开始进行步骤S428；
S431：在所需时间后向第五通道发送开始编码指令，并从第五通道开始，进行步骤S428。
进一步的改进，步骤S43包括：
S432：分别统计t时间内每一发送池发送的数据包的个数；
S433：计算n个发送池内平均发送的数据包的个数
S434：挑选出大于的发送池对应的发送通道发送的数据包的个数fa，fa表示第a个发送池发送的数据包的个数，并调整发送通道的发送速率。
进一步的改进，步骤S434通过如下公式调整发送速率x1：
进一步的改进，步骤S4还包括：
S45：当步骤S41判断G≥G1时，提高发送通道的发送速率，发送速率fb表示第m个大于的发送池发送的数据包的个数。
本发明的有益效果如下：
本发明提供一种视频帧传输方法，该方法主要在视频过程中，在编码器和接收端之间引入一编码区和已发送区，通过判断已发送区内发送的数据包的个数，判断接收端接受数据包的情况，根据该情况判断如何对编码器的编码速率和发送端的发送速率进行调整，并且本发明在发送通道和编码通道内分别设置发送池和编码区与非编码区，目的是为了统计发送通道和编码通道内发送的数据包个数和编码的数据包个数，便于后续发送速率和编码速率的调整。
附图说明
图1为本发明一种视频帧传输方法的流程图；
图2为本发明传输视频帧所用的系统的结构示意图；
图3为实施例2步骤S4的流程图；
图4为本发明步骤S43的流程图；
图5为实施例4步骤S4的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和以下实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1
本发明实施例1提供一种视频帧传输方法，如图1和图2所示，该方法包括如下步骤：
S1：发送端将视频帧拆分成多个数据包，并通过n个发送通道以速率x发送给编码器，每个发送通道发送的数据包均通过各自的发送池缓存，n≥2；
S2：编码器内的n个编码通道接受数据包，并进行编码，每一编码通道内均设有一个编码区和三个非编码区，编码区将数据包进行编码并发送给缓存区，同时将编码出的I帧、P帧和B帧对于的数据包分别存储在非编码区；
S3：缓存区将编码后的数据包同时发送给接收端和已发送区；
S4：判断已发送区内数据包的个数，根据数据包的个数调整编码器内编码通道的编码速率和/或发送端内发送通道的发送速率。
本发明提供一种视频帧传输方法，该方法主要在视频过程中，在编码器和接收端之间引入一编码区和已发送区，通过判断已发送区内发送的数据包的个数，判断接收端接受数据包的情况，根据该情况判断如何对编码器的编码速率和发送端的发送速率进行调整，并且本发明在发送通道和编码通道内分别设置发送池和编码区与非编码区，目的是为了统计发送通道和编码通道内发送的数据包个数和编码的数据包个数，便于后续发送速率和编码速率的调整。
实施例2
本发明实施例2提供一种视频帧传输方法，该方法与实施例1的基本相同，不同的是，如图3所示，步骤S4包括：
S41：计算t时间内已发送区数据包的个数G，并与G1进行比较，当G1≤G＜3/4G1时，进行步骤S42，G1＝nxt；
S42：降低编码器内编码通道的编码速率。
本发明将已发送区内数据包的个数与发送端发送的数据包个数进行比对，当已发送区内数据包的个数小于发送端发送的数据包个数3/4时，数据包的传输存储的着延迟，所以要适当降低编码器的编码速率，具体方法包括：
S421：分别统计一段时间每个编码通道的非编码区内I帧、P帧和B帧的个数，从非编码区内寻找I帧个数大于I帧个数阈值的编码通道，如果找到了，进行步骤S422，如果没找到，进行步骤S423；
S422：为该编码通道编码设置编码时间间隔；
S423：计算一段时间同一编码通道内存储的P帧和B帧的总个数，找到总个数大于个数阈值的编码通道，找到了，进行步骤S422，没找到进行步骤S424；
S424：当第一个编码通道的非编码区内存储的I帧的个数为m个时，向第二个编码通道发送开始编码的指令，m为第一个编码通道到第n个编码通道的循环编码次数；
S425：当第二个编码通道的非编码区内存储的I帧的个数为m个，且P帧个数为I帧的1倍时，向第三编码通道发送开始编码的指令；
S426：当第三个编码通道的非编码区内存储的I帧的个数为m个，且存储的P帧的总个数为I帧的2倍时，向第四个编码通道发送开始编码的指令；
S427：当第四个编码通道的非编码区内存储的I帧的个数为m个，且存储的P帧和B帧的总个数为I帧的2倍时，判断此时第一编码通道是否已完成一个视频帧的编码，如果是，从第五通道开始，进行步骤S428；
S428：按照步骤S424到S427的步骤循环进行编码，直至到最后一个编码通道编码结束，再从第一个编码通道开始按照S424到S427的步骤循环编码；
S429：当步骤S427判断此时第一通道还没有完成一个视频帧的编码，计算第一通道完成该视频帧剩余帧的编码所需时间t2，判断第五通道在所需的时间内是否能编码出一完整的I帧，如果能，进行步骤S430，如果不能，进行步骤S431；
S430：向第五编码通道发送开始编码的指令，当第五编码通道的非编码区内I帧的个数为m个，计算所需时间t2与第五通道编码出1个I帧所用时间的时间差△t，当时间差△t小于阈值时，向第六编码通道发送开始编码指令，并从第六通道开始进行步骤S428，如果当时间差△t不小于阈值，在时间差△t后向第六编码通道发送开始编码指令，并从第六通道开始进行步骤S428；
S431：在所需时间后向第五通道发送开始编码指令，并从第五通道开始，进行步骤S428。
本发明通过统计非编码区内编码的帧的个数，预判每个编码通道的编码速率，并且调整编码速率大的编码通道，限定帧的编码时间间隔，根据需要时间间隔可以设置成0.2到1s等，当各编码通道的编码速率比较平均时，分别对n个编码通道的编码速率进行调整，主要是根据各编码通道编码出I帧的顺序进行限定，该限定方法可以且充分利用网络带宽，并且可以有效解决视频帧传输的迟缓导致的卡顿现象等，提高接收端视频观看的质量。
实施例3
本发明实施例3提供一种视频帧传输方法，该方法与实施例2的基本相同，不同的是，步骤S4还包括：
S43：当步骤S41判断1/2G1≤G＜3/4G1时，降低发送端内发送通道的发送速率；
如图4所示，步骤S43具体包括：
S432：分别统计t时间内每一发送池发送的数据包的个数；
S433：计算n个发送池内平均发送的数据包的个数其中为步骤S432统计所有数据包个数的和除以n；
S434：挑选出大于的发送池对应的发送通道发送的数据包的个数fa，fa表示第a个发送池发送的数据包的个数，并调整发送通道的发送速率x1：
当1/2G1≤G＜3/4G1时，本发明进一步调整发送通道的发送速率，本发明根据发送池内发送的数据包个数调整发送速率，提高发送的数据包的流畅性，并且保证充分利用网络带宽。
实施例4
本发明实施例4提供一种视频帧传输方法，该方法与实施例2的基本相同，不同的是，如图5所示，步骤S4还包括：
S45：当步骤S41判断G≥G1时，提高发送通道的发送速率，发送速率fb表示第m个大于的发送池发送的数据包的个数。
当本发明的已发送区发送的数据包个数大于发送端发送的数据包个数时，本发明调给发送端发送的数据包个数，进而提高对整个网络带宽的利用率。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种视频帧传输方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
S1：发送端将视频帧拆分成多个数据包，并通过n个发送通道以速率x发送给编码器，每个发送通道发送的数据包均通过各自的发送池缓存，n≥2；
S2：编码器内的n个编码通道接受数据包，并进行编码，每一编码通道内均设有一个编码区和三个非编码区，编码区将数据包进行编码并发送给缓存区，同时将编码出的I帧、P帧和B帧对应的数据包分别存储在非编码区；
S3：缓存区将编码后的数据包同时发送给接收端和已发送区；
S4：判断已发送区内数据包的个数，根据数据包的个数调整编码器内编码通道的编码速率和/或发送端内发送通道的发送速率。
2.如权利要求1所述的视频帧传输方法，其特征在于，步骤S4包括：
S41：计算t时间内已发送区数据包的个数G，并与G1进行比较，当3/4G1≤G＜G1时，进行步骤S42，G1＝nxt；
S42：降低编码器内编码通道的编码速率。
3.如权利要求2所述的视频帧传输方法，其特征在于，步骤S4还包括：
S43：当步骤S41判断1/2G1≤G＜3/4G1时，降低发送端内发送通道的发送速率。
4.如权利要求2所述的视频帧传输方法，其特征在于，步骤S4还包括：
S44：当步骤S41判断G＜1/2G1时，同时进行步骤S42和S43。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤S42包括：
S421：分别统计一段时间每个编码通道的非编码区内I帧、P帧和B帧的个数，从非编码区内寻找I帧个数大于I帧个数阈值的编码通道，如果找到了，进行步骤S422，如果没找到，进行步骤S423；
S422：为该编码通道编码设置编码时间间隔；
S423：计算一段时间同一编码通道内存储的P帧和B帧的总个数，找到总个数大于个数阈值的编码通道，找到了，进行步骤S422。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，当步骤S423没有找到时通过如下方式调整编码速率：
S424：当第一个编码通道的非编码区内存储的I帧的个数为m个时，向第二个编码通道发送开始编码的指令，m为第一个编码通道到第n个编码通道的循环编码次数；
S425：当第二个编码通道的非编码区内存储的I帧的个数为m个，且P帧个数为I帧的1倍时，向第三编码通道发送开始编码的指令；
S426：当第三个编码通道的非编码区内存储的I帧的个数为m个，且存储的P帧的总个数为I帧的2倍时，向第四个编码通道发送开始编码的指令；
S427：当第四个编码通道的非编码区内存储的I帧的个数为m个，且存储的P帧和B帧的总个数为I帧的2倍时，判断此时第一编码通道是否已完成一个视频帧的编码，如果是，从第五通道开始，进行步骤S428；
S428：按照步骤S424到S427的步骤循环进行编码，直至到最后一个编码通道编码结束，再从第一个编码通道开始按照S424到S427的步骤循环编码。
7.如权利要求6所述的视频帧传输方法，其特征在于，步骤S42还包括：
S429：当步骤S427判断此时第一通道还没有完成一个视频帧的编码，计算第一通道完成该视频帧剩余帧的编码所需时间t2，判断第五通道在所需的时间内是否能编码出一完整的I帧，如果能，进行步骤S430，如果不能，进行步骤S431；
S430：向第五编码通道发送开始编码的指令，当第五编码通道的非编码区内I帧的个数为m个，计算所需时间t2与第五通道编码出1个I帧所用时间的时间差△t，当时间差△t小于阈值时，向第六编码通道发送开始编码指令，并从第六通道开始进行步骤S428，如果当时间差△t不小于阈值，在时间差△t后向第六编码通道发送开始编码指令，并从第六通道开始进行步骤S428；
S431：在所需时间后向第五通道发送开始编码指令，并从第五通道开始，进行步骤S428。
8.如权利要求7所述的视频帧传输方法，其特征在于，步骤S43包括：
S432：分别统计t时间内每一发送池发送的数据包的个数；
S433：计算n个发送池内平均发送的数据包的个数
S434：挑选出大于的发送池对应的发送通道发送的数据包的个数fa，fa表示第a个发送池发送的数据包的个数，并调整发送通道的发送速率。
9.如权利要求8所述的视频帧传输方法，其特征在于，步骤S434通过如下公式调整发送速率x1：
10.如权利要求9所述的视频帧传输方法，其特征在于，步骤S4还包括：
S45：当步骤S41判断G≥G1时，提高发送通道的发送速率，发送速率fb表示第m个大于的发送池发送的数据包的个数。
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Denomination of invention: A video frame transmission method

Effective date of registration: 20210622

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Pledgee: Beijing culture science and technology financing Company limited by guarantee

Pledgor: CBC CLOUD TECHNOLOGY Co.,Ltd.

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