CN107770633B - 码率自适应算法优化系统、方法及终端 - Google Patents

码率自适应算法优化系统、方法及终端 Download PDF

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Abstract

本申请提供一种码率自适应算法优化系统、方法及终端，其中系统包括：业务服务器和管理服务器；管理服务器用于对接入业务服务器的终端进行鉴权认证；业务服务器用于接收终端发送的码率自适应算法的优化请求，优化请求包括：终端的码率自适应算法和终端的用户体验指标参数；业务服务器还用于获取终端所接入网络的当前网络质量参数，根据码率自适应算法、用户体验指标参数和当前网络质量参数确定码率自适应算法的优化参数，并向终端发送码率自适应算法的优化参数。本申请提供的码率自适应算法优化系统、方法及终端能够根据不同网络质量为码率自适应算法提供最优的参数，使得码率自适应算法在不同的子网中都能够取得最优性能，提高了用户的体验。

Description

码率自适应算法优化系统、方法及终端
技术领域
本申请涉及互联网技术，尤其涉及一种码率自适应算法优化系统、方法及终端。
背景技术
互联网技术的快速发展为传输更高质量的多媒体资源提供了基础，其中，超文本传输协议HTTP自适应视频流技术被主流的媒体内容提供商用于向用户提供高质量的视频传输，HTTP自适应视频流技术能够使终端向服务器请求合适质量的媒体内容。HTTP自适应视频流的核心思想是将一部视频源由编码器编码成多个不同视频码率的视频并存储在服务器上，通过视频码率选择算法选择不同终端向服务器请求与该终端对应的具体码率的视频。
虽然相比非自适应视频流，HTTP视频码率自适应已经极大的提高了用户体验，但是当前HTTP自适应视频流依然面临视频播放卡顿频繁或请求视频码率不能有效利用可用带宽导致视频图像质量偏低的状况。所以业界对HTTP视频码率自适应算法的性能优化依然有着极大的需求。现有码率自适应算法的优化主要方法为：将码率自适应算法在有限的网络模型或网络场景中进行性能测试并不断根据反馈和预期性能的差异进行调优以期达到最优的性能。
采用现有技术的优化方法存在以下缺陷：一、由于异构的互联网环境，测试一般无法遍历所有的网络场景和网络模型，所以通过有限的网络模型或网络场景测试反馈得到的最优性能的码率自适应算法可能无法在不同的甚至未知的网络模型或网络场景中均取得最优的性能。二、受限于不同网络模型和网络场景的差异性，通过现有方法优化的码率自适应算法有优化在整体网络场景下码率自适应算法性能的潜力，但是无法优化在不同的独立的网络模型和网络场景下的局部性能进而进一步提升全局的性能。具体来说，若一种码率自适应算法是通过在蜂窝网络和光纤网络的联合场景中优化的算法，则该优化后的算法无法在蜂窝网络或者光纤网络中各自独立网络场景中达到最优的性能。即现有的码率自适应算法在不同的子网中并不能取得最优的算法性能，造成了用户的体验较差。
发明内容
本申请提供一种码率自适应算法优化系统、方法及终端，能够根据不同网络质量为码率自适应算法提供最优的参数，使得码率自适应算法在不同的子网中都能够取得最优性能，提高了用户的体验。
本申请第一方面提供一种码率自适应算法优化系统，包括：业务服务器和管理服务器；
所述管理服务器用于对接入所述业务服务器的终端进行鉴权认证；
所述业务服务器用于接收所述终端发送的码率自适应算法的优化请求，所述优化请求包括：所述终端的码率自适应算法和所述终端的用户体验指标参数；
所述业务服务器还用于获取所述终端所接入网络的当前网络质量参数，根据所述码率自适应算法、所述用户体验指标参数和所述当前网络质量参数确定所述码率自适应算法的优化参数，并向所述终端发送所述码率自适应算法的优化参数。
在本申请一实施例中，所述业务服务器具体用于，从数据库中获取码率自适应算法离线优化数据，所述码率自适应算法离线优化数据包括：码率自适应算法、用户体验指标参数、网络质量参数以及码率自适应算法优化参数之间的映射关系；
所述业务服务器还具体用于，根据所述码率自适应算法、所述用户体验指标参数以及所述码率自适应算法离线优化数据，确定所述码率自适应算法的优化参数。
在本申请一实施例中，所述业务服务器具体用于从网络质量监控服务器获取所述终端所接入网络的当前网络质量参数，或者，
接收所述终端上报的所述终端所接入网络的当前网络质量参数。
在本申请一实施例中，所述管理服务器还用于接收所述终端发送的码率自适应算法注册请求，所述注册请求包括：所述终端的码率自适应算法；
所述业务服务器还用于根据所述终端的码率自适应算法，针对不同的用户体验指标参数、不同的网络质量参数生成所述码率自适应算法的离线优化数据。
在本申请一实施例中，所述注册请求中还包括：所述终端所请求的优化场景和所述终端所接入网络的TCP实现方式；
所述业务服务器根据所述终端的码率自适应算法、所述终端所请求的优化场景和所述终端所接入网络的TCP实现方式，针对不同的用户体验指标参数、不同的网络质量参数生成所述码率自适应算法的离线优化数据。
在本申请一实施例中，所述根据所述终端的码率自适应算法、所述终端所请求的优化场景和所述终端所接入网络的TCP实现方式，针对不同的用户体验指标参数、不同的网络质量参数生成所述码率自适应算法的离线优化数据，包括：
步骤A：初始化码率自适应算法优化参数；
步骤B：基于所述终端所请求的优化场景、所述终端所接入网络的TCP实现方式和指定的网络质量参数，根据所述初始化码率自适应算法优化参数执行所述码率自适应算法；
步骤C：根据执行所述码率自适应算法得到的码率向模拟网络内容分发网络CDN请求所述码率对应的视频；
步骤D：根据所述视频的体验与所述用户体验指标参数之间的差异，调整所述码率自适应算法优化参数；
步骤E：循环执行步骤B至步骤D，直至所述视频的体验与所述用户体验指标参数之间的差异满足第一预设条件，将所述码率自适应算法优化参数确定为所述码率自适应算法最佳优化参数。
在本申请一实施例中，所述网络质量参数包括下述的一项或多项：所述终端所接入网络的带宽参数、丢包参数、抖动参数和时延参数。
本申请第二方面提供一种码率自适应算法的优化方法，包括：
接收终端发送的码率自适应算法的优化请求，所述优化请求包括：所述终端的码率自适应算法和所述终端的用户体验指标参数；
获取所述终端所接入网络的当前网络质量参数；
根据所述码率自适应算法、所述用户体验指标参数和所述当前网络质量参数确定所述码率自适应算法的优化参数，并向所述终端发送所述码率自适应算法的所述优化参数。
在本申请一实施例中，所述根据所述码率自适应算法、所述用户体验指标参数和所述当前网络质量参数确定所述码率自适应算法的优化参数，包括：
从数据库中获取码率自适应算法离线优化数据，所述码率自适应算法离线优化数据包括：码率自适应算法、用户体验指标参数、网络质量参数以及码率自适应算法优化参数之间的映射关系；
根据所述码率自适应算法、所述用户体验指标参数以及所述码率自适应算法离线优化数据，确定所述码率自适应算法的优化参数。
在本申请一实施例中，所述获取所述终端所接入网络的当前网络质量参数包括：
从网络质量监控服务器获取所述终端所接入网络的当前网络质量参数，或者，
接收所述终端上报的所述终端所接入网络的当前网络质量参数。
在本申请一实施例中，所述方法还包括：
接收所述终端发送的码率自适应算法注册请求，所述注册请求包括：所述终端的码率自适应算法；
根据所述终端的码率自适应算法，针对不同的用户体验指标参数、不同的网络质量参数生成所述码率自适应算法的离线优化数据。
在本申请一实施例中，所述注册请求中还包括：所述终端所请求的优化场景和所述终端所接入网络的TCP实现方式；
根据所述终端的码率自适应算法、所述终端所请求的优化场景和所述终端所接入网络的TCP实现方式，针对不同的用户体验指标参数、不同的网络质量参数生成所述码率自适应算法的离线优化数据。
在本申请一实施例中，所述根据所述终端的码率自适应算法、所述终端所请求的优化场景和所述终端所接入网络的TCP实现方式，针对不同的用户体验指标参数、不同的网络质量参数生成所述码率自适应算法的离线优化数据，包括：
步骤A：初始化码率自适应算法优化参数；
步骤B：基于所述终端所请求的优化场景、所述终端所接入网络的TCP实现方式和指定的网络质量参数，根据所述初始化码率自适应算法优化参数执行所述码率自适应算法；
步骤C：根据执行所述码率自适应算法得到的码率向模拟网络内容分发网络CDN请求所述码率对应的视频；
步骤D：根据所述视频的体验与所述用户体验指标参数之间的差异，调整所述码率自适应算法优化参数；
步骤E：循环执行步骤B-步骤D，直至所述视频的体验与所述用户体验指标参数之间的差异满足第一预设条件，将所述码率自适应算法优化参数确定为所述码率自适应算法最佳优化参数。
在本申请一实施例中，所述网络质量参数包括下述的一项或多项：所述终端所接入网络的带宽参数、丢包参数、抖动参数和时延参数。
本申请第三方面提供一种终端，所述终端包括计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，该指令被处理器执行时实现以下步骤：
向业务服务器发送码率自适应算法的优化请求，所述优化请求包括：所述终端的码率自适应算法和所述终端的用户体验指标参数；
接收业务服务器发送的码率自适应算法的优化参数，所述码率自适应算法的优化参数为所述业务服务器根据所述码率自适应算法、所述用户体验指标参数和所述终端所接入网络的当前网络质量参数确定；
根据所述第一参数执行所述码率自适应算法得到第一码率；
根据所述第一码率向网络内容分发网络CDN请求所述第一码率对应的视频。
在本申请一实施例中，所述向业务服务器发送码率自适应算法的优化请求之前，还包括：
向管理服务器发送码率自适应算法注册请求，所述注册请求包括：所述终端的码率自适应算法。
在本申请一实施例中，所述注册请求中还包括：所述终端所请求的优化场景和所述终端所接入网络的TCP实现方式。
在本申请一实施例中，所述网络质量参数包括下述的一项或多项：所述终端所接入网络的带宽参数、丢包参数、抖动参数和时延参数。
本申请提供一种码率自适应算法优化系统、方法及终端，其中系统包括：业务服务器和管理服务器；管理服务器用于对接入业务服务器的终端进行鉴权认证；业务服务器用于接收终端发送的码率自适应算法的优化请求，优化请求包括：终端的码率自适应算法和终端的用户体验指标参数；业务服务器还用于获取终端所接入网络的当前网络质量参数，根据码率自适应算法、用户体验指标参数和当前网络质量参数确定码率自适应算法的优化参数，并向终端发送码率自适应算法的优化参数。本申请提供的码率自适应算法优化系统、方法及终端能够根据不同网络质量为码率自适应算法提供最优的参数，使得码率自适应算法在不同的子网中都能够取得最优性能，提高了用户的体验。
附图说明
图1为本申请码率自适应算法优化方法实施例一的流程示意图；
图2为本申请码率自适应算法优化方法实施例二的流程示意图；
图3为本申请码率自适应算法优化方法实施例三的流程示意图；
图4为本申请码率自适应算法优化方法实施例四的流程示意图；
图5为本申请码率自适应算法优化方法实施例五的流程示意图；
图6为本申请码率自适应算法优化系统实施例一的结构示意图。
具体实施方式
图1为本申请码率自适应算法优化方法实施例一的流程示意图。如图1所示，本实施例包括如下步骤：
S101：接收终端发送的码率自适应算法的优化请求，优化请求包括：终端的码率自适应算法和终端的用户体验指标参数。
具体地，本实施例的执行主体可以是码率自适应算法优化系统中的业务服务器；其中，系统中包括业务服务器和管理服务器，管理服务器用于对接入业务服务器的终端进行鉴权验证。在本实施例中，业务服务器接收终端发送的码率自适应算法的优化请求，其中优化请求用于终端向业务服务器请求该终端执行码率自适应算法所需的参数，使得终端通过接收业务服务器发送的参数执行码率选择算法后能够得到最优码率，并通过最优码率向业务管理服务器内容分发网络(Content Delivery Network，简称：CND)请求与最优码率相对应的视频。因此，在优化请求中，终端还需要向业务管理服务器发送终端的码率自适应算法和终端的用户体验指标参数，使得终端能够根据终端的算法以及终端的需求，得到对应的终端执行码率选择算法的参数。
S102：获取终端所接入网络的当前网络质量参数。
具体地，当业务服务器接收到终端发送的优化请求后，获取终端所接入网络的当前的网络质量参数。可选地，业务服务器可以接入终端所接入的网络从而获取当前的网络质量参数，或者，业务服务器通过从网络质量监控服务器获取终端所接入网络的当前网络质量参数，又或者，业务服务器接收终端上报的终端所接入网络的当前网络质量参数。可选地，网络参数质量包括以下的一项或多项：终端所接入网络的带宽参数、丢包参数、抖动参数和时延参数。可选地，由于终端通过接入网络连接CDN，网络质量参数用于衡量终端通过接入网络与CDN之间交互网络质量，因此网络质量参数可以由业务服务器在终端的接入网侧对接入网的网络质量进行监控，具体实现方式可以是在靠近终端的网络设备如路由器或基站等，也可以由业务服务器在CDN节点侧对终端所接入网络的网络质量进行监控，具体实现方式可以是在CDN服务器上部署监控服务器的方式。可选地，业务服务器可以实时监控终端所接入网络的网络质量，也能够以请求响应的方式回应终端对于当前所接入网络的当前网络质量参数的查询。
S103：根据码率自适应算法、用户体验指标参数和当前网络质量参数确定码率自适应算法的优化参数，并向终端发送码率自适应算法的优化参数。
具体地，业务服务器考虑不同网络质量参数对码率自适应算法的性能影响，根据终端的用户指定的体验指标参数，为终端决定终端执行码率自适应算法所需要的优化参数，并向终端发送该码率自适应算法的优化参数。使得终端以优化参数运行码率自适应算法以得到当前网络参数下的用户体验指标参数。
本实施例提供的码率自适应算法优化方法，包括：接收终端发送的码率自适应算法的优化请求，优化请求包括：终端的码率自适应算法和终端的用户体验指标参数；获取终端所接入网络的当前网络质量参数；根据码率自适应算法、用户体验指标参数和当前网络质量参数确定码率自适应算法的优化参数，并向终端发送码率自适应算法的优化参数。本实施例提供的码率自适应算法优化方法根据当前的网络质量参数和终端的用户的体验指标参数计算终端执行码率自适应算法所需要的参数，从而能够根据不同网络质量为码率自适应算法提供最优的参数，使得码率自适应算法在不同的子网中都能够取得最优性能，进而提高了用户的体验。此外，本实施例提供的码率自适应算法优化方法还具有存储要求低和计算复杂度低等特点，对码率自适应优化方法的增值服务提供了参考。
可选地，在上述实施例中，S103包括：
S1031：从数据库中获取码率自适应算法离线优化数据，码率自适应算法离线优化数据包括：码率自适应算法、用户体验指标参数、网络质量参数以及码率自适应算法优化参数之间的映射关系。
S1032：根据码率自适应算法、用户体验指标参数以及码率自适应算法离线优化数据，确定码率自适应算法的优化参数。
具体地，本实施例中的业务服务器提供离线数据库，数据库中存储有码率自适应算法离线优化数据。其中，码率自适应算法离线优化数据由业务服务器在终端未发送优化请求时并且空闲时，根据终端所接入网络的实时网络质量参数、终端提前向业务服务器发送的该终端的码率自适应算法以及终端可能的用户体验指标参数，计算得到不同网络质量以及用户体验指标时，终端执行码率自适应算法所需要的最优参数。其中，最优参数指终端将最优参数代入并执行码率自适应算法得到的视频码率，能够在当前网络质量参数情况下，尽可能地达到用户体验指标参数所需求的视频码率，从而能够向CDN请求该视频码率对应的视频。则在S1031和S1032中，业务服务器从数据库中获取码率自适应算法离线优化数据后，根据码率自适应算法离线优化数据中包括的码率自适应算法、用户体验指标参数以及码率自适应算法离线优化数据，确定码率自适应算法的优化参数。
本实施例提供的码率自适应算法优化方法中，业务服务器收到终端的优化请求后并获取终端所接入网络的当前网络质量参数后，从数据库中获取码率自适应算法离线优化数据，并根据码率自适应算法离线优化数据汇总的码率自适应算法、用户体验指标参数以及码率自适应算法离线优化数据，确定码率自适应算法的优化参数。因此，业务服务器在接收到终端的优化请求后，不需要每次都计算确定码率自适应算法的优化参数，而是从业务服务器的数据库中直接获取离线数据，从离线数据中直接得到码率自适应算法的优化参数。其中，业务服务器可以在空闲时或者预设时间获取并计算码率自适应算法的优化参数，从而降低了获得优化参数的时间，减少了业务服务器的运算量，减少了终端请求码率自适应算法的优化参数的业务服务器的响应时间，进一步地提高了终端用户的体验。
进一步地，在上述各实施例中，码率自适应算法优化方法还包括：
S301：接收终端发送的码率自适应算法注册请求，注册请求包括：终端的码率自适应算法；
S302：根据终端的码率自适应算法，针对不同的用户体验指标参数、不同的网络质量生成码率自适应算法的离线优化数据。
具体地，在本实施例中，由管理服务器接收终端发送的码率自适应算法注册请求，并对接入业务服务器的终端进行鉴权验证。其中注册请求中还包括了终端的码率自适应算法，管理服务器接收到终端的码率自适应算法并鉴权验证成功后将码率自适应算法发送至业务服务器，以使业务服务器计算得到离线优化数据。
可选地，管理服务器还通过接收到的注册请求和业务服务器接收到的优化请求进行匹配验证，若管理服务器将注册请求与优化请求验证匹配成功，则业务服务器根据码率自适应算法、用户体验指标参数和当前网络质量参数确定码率自适应算法的优化参数，并向终端发送码率自适应算法的优化参数；若验证匹配不成功，则业务服务器认为接收到的优化请求并不是已注册终端发送的，则不对其提供参数优化服务。因此，管理服务器可用于对前述各实施例中的业务服务器所提供服务进行注册与鉴权，即所有请求业务服务器提供优化参数的终端都需要首先向管理服务器进行注册，以申请相关服务，管理服务器在每次业务服务器收到优化请求后，都会对发送该优化请求的终端进行鉴权验证。
可选地，管理服务器还可以根据发送请求的终端的特征对终端进行鉴权验证。例如，管理服务器会记录申请过参数优化服务的终端的硬件参数如硬件MAC地址、国际移动设备识别码(International Mobile Equipment Identity number，简称：IMEI)等参数。
可选地，在上述实施例中，注册请求中还包括：终端所请求的优化场景和终端所接入网络的传输控制协议(Transmission Control Protocol，简称：TCP)实现方式；
根据终端的码率自适应算法、终端所请求的优化场景和终端所接入网络的TCP实现方式，针对不同的用户体验指标参数、不同的网络质量生成码率自适应算法的离线优化数据。
其中，TCP实现方式包括TCP版本和/或TCP请求模式，TCP版本包括TCP cubic和TCPBBR，TCP请求模式包括单个TCP请求一个视频分片和多个TCP请求一个视频分片。
本实施例提供的码率自适应优化方法，不仅使用于不同的网络类型，还能够识别不同的TCP实现方式对码率自适应算法的影响，并给予不同的TCP实现对码率自适应算法做出相应的优化。
可选地，上述各实施例中所述的码率自适应算法优化方法，使用相同思想的方法进行适应性调整后，还可以用于其他性能指标易受网络质量影响的算法参数，例如，TPC协议中拥塞控制算法的优化，视频会话中前向纠错码(Forward Error Correction，简称：FEC)FEC和重发(retransmission，简称：RET)算法的优化。
图4为本申请码率自适应算法优化方法实施例四的流程示意图。如图4所示，本实施例为码率自适应算法优化方法中终端、业务服务器和管理服务器交互示意图。如图所示，本实施例包括如下步骤：
S401：终端向管理服务器发送注册请求，注册请求中包括四元组，四元组中包括终端所使用的码率自适应算法、用户体验指标参数、源IP地址和TCP实现。其中，例如当前播放器使用码率自适应算法用A表示，当前播放器的体验目标用O表示，优化场景以当前播放器所在子网的公有IP地址表示(也可用子网ID表示)，例如x.x.x.x，当前播放器使用的TCP实现方式用T表示。终端播放器向业务管理服务器提交(码率自适应算法：A；体验目标：O；源IP地址：x.x.x.x；TCP实现：T)四元组。通过该四元组向管理服务器请求注册或鉴权验证。
S402：管理服务器查询已经注册的码率自适应算法以及对应的优化场景(例如：源IP地址)。如果当前算法以及优化场景已经注册，则返回优化许可证，允许其使用在线优化系统并进入S403。若当前算法及优化场景未注册，则拒绝服务，结束本流程。
S403：终端向业务服务器发送网络质量请求，例如：终端播放器携带优化许可证向业务服务器中的质量监控模块发送(体验目标，当前码率自适应算法；TCP实现；当前网络质量；最优参数)五元组请求当前网络质量，例如(体验目标:O，当前码率自适应算法:A；TCP实现：T；当前网络质量：null；最优参数：null)，其中当前网络质量和最优参数置null表示该项缺省。
S404：业务服务器中的质量监控模块检查优化许可证并回复终端播放器含当前网络质量的五元组，(体验目标:O，当前码率自适应算法:A；TCP实现：T；当前网络质量：BW，PLR，RTT，Jitter；最优参数：null)。若优化许可证不通过，则结束本流程，否则进入S405。
S405：终端向业务服务器发送优化请求，优化请求中包括五元组，五元组中包括端所使用的码率自适应算法、用户体验指标参数、源IP地址、TCP实现和暂置为空的优化参数，以向业务服务器请求优化参数。例如，终端携带优化许可证向业务服务器发送(体验目标，当前码率自适应算法；TCP实现；当前网络质量；最优参数)五元组请求优化参数，例如(体验目标:O，当前码率自适应算法:A；TCP实现：T；当前网络质量：BW，PLR，RTT，Jitter；最优参数：null)，其中最优参数置null表示该项缺省。
S406：业务服务器从数据库中获取优化参数。例如业务服务器在数据库中查询与当前五元组(体验目标:O，当前码率自适应算法A；TCP实现：T；当前网络质量：BW，PLR，RTT，Jitter；最优参数：null)最匹配的最优参数。若优化许可证不通过，则结束本流程，否则进入S407。
S407：业务服务器向终端返回携带优化参数的五元组。例如：服务器向终端播放器返回五元组(体验目标:O，当前码率自适应算法:A；TCP实现：T；当前网络质量：BW，PLR，RTT，Jitter；最优参数：λ)。其中最优参数的获取方式见下文所示实施例。
S408：终端播放器根据接收到的最优参数λ，运行码率自适应算法，并向CDN服务器请求对应的视频分片内容。
图5为本申请码率自适应算法优化方法实施例五的流程示意图。如图5所示，本实施例提供了终端与管理服务器的交互流程，具体包括：
步骤1：第三方播放器向业务管理服务器注册其码率自适应算法A，目标体验指标，优化的场景(即在某一个源IP字段或某一子网使用在线优化服务)和TCP实现。注：当前播放器使用码率自适应算法用A表示，当前播放器的体验目标用O表示，优化场景以当前播放器所在子网的公有IP地址表示(也可用子网ID表示)，例如x.x.x.x，当前播放器使用的TCP实现方式用T表示。
步骤2：业务管理服务器收到第三方播放器的注册请求后将(码率自适应算法A，目标体验指标O，优化场景，TCP实现)形成四元组存储在本地，并向离线优化服务器注册(码率自适应算法：A；目标体验指标：O；源IP地址：x.x.x.x；TCP实现：T)供离线优化服务器进行离线算法参数优化。
步骤3：当终端播放器请求在线优化服务器时，需完全匹配在业务管理服务器中已注册的(码率自适应算法，目标体验指标，优化场景，TCP实现)四元组，业务管理服务器方可许可后续在线优化服务。
进一步地，在上述实施例中，根据终端的码率自适应算法、终端所请求的优化场景和终端所接入网络的TCP实现方式，针对不同的用户体验指标参数、不同的网络质量参数生成码率自适应算法的离线优化数据，包括：
步骤A：初始化码率自适应算法优化参数；
步骤B：基于终端所请求的优化场景、终端所接入网络的TCP实现方式和指定的网络质量，根据初始化码率自适应算法优化参数执行码率自适应算法；
步骤C：根据执行码率自适应算法得到的码率向模拟网络内容分发网络CDN请求码率对应的视频；
步骤D：根据视频的体验与用户体验指标参数之间的差异，调整码率自适应算法优化参数；
步骤E：循环执行步骤B-步骤D，直至视频的体验与用户体验指标参数之间的差异满足第一预设条件，将码率自适应算法优化参数确定为码率自适应算法最佳优化参数。
具体地，业务服务器得到码率自适应算法的离线优化数据指的是，业务服务器根据用执行的用户体验指标参数，对特定的网络质量参数情况下的码率自适应算法进行优化，得到码率自适应算法的离线优化数据并存储在数据库中，数据库可以以每天一次或每周一次的频率进行更新。在获取离线优化数据的过程中，可选地，上述实施例中的模拟CDN为仿真软件或者专门设置的用于获取优化参数的服务器及平台，通过自动化仿真平台或自动化测试平台模拟不同的网络质量，以得到不同的网络质量参数，并给予不同的网络质量参数测试码率自适应算法。可选地，自动化仿真平台为NetWork Simulator，自动化测试平台为由网损仪、服务器和终端组成的测试平台。
可选地，本申请提供上述实施例两种可能的实现方式，为了不失一般性，定义如下码率选择算法参数，r＝f(λ)，其中，r为选择的下一个分片码率，f(λ)为码率选择算法，λ为码率自适应算法的N维参数集，其中，N维参数集对应码率自适应算法的N个参数，N为正整数。
上述实施例一种可能的实现方式为：用户体验指标为，优化码率自适应算法参数，使得播放卡顿一次以上的视频会话为Φ％±ε，其中，ε为可接受误差区间。
则为了在不同网络质量参数条件下确定码率自适应算法的优化参数以尽可能实现用户体验指标，本实施例中使用自动化仿真平台，输入网络质量参数，并模拟TCP实现、视频播放过程和码率自适应算法优化，记录视频播放过程中的体验指标如卡顿等。循环1000次后，统计卡顿频率P＝(λ)，并最终得到一个N维参数λ满足P＝(λ)≤Φ％。具体步骤包括：
步骤1：初始化N维参数λ为λ0；
步骤2：通过自动化仿真平台获取卡顿率P(λ0)；
步骤3：若Φ％-ε≤P(λ0)≤Φ％+ε，则返回该λ0；
步骤4：若P(λ0)＞Φ％+ε，则执行步骤5，若Φ％+ε＜P(λ0)，则执行步骤7；
步骤5：分别对现有N维参数λ中的每一个独立参数λi,i＝0,1,2,..N-1增加一个固定系数α，并计算相对应的增加固定系数α后的卡顿率降低值。获取其中一个卡顿率降低值最大的参数，用λimin表示，并将λimin＝α·λimin其中，imin代表该参数在N维参数中的位置。
步骤6：若P(λ0)＞Φ％+ε则执行步骤5；若Φ％+ε≤P(λ0)，则在λimin和
Figure BDA0001408273290000091
区间内进行二进制搜索，使得Φ％-ε≤P(λ)≤Φ％+ε。
步骤7：找到N维参数λ中的一个参数λi,i＝0,1,2,..N-1，增加一个固定系数α，并将算相对应的增加固定系数α的卡顿率增加值。获取其中一个卡顿率增加最大的参数，用λimax表示，并将λimax＝α·λimax，其中imax代表该参数在N维参数中的位置。
步骤8：若P(λ)＜Φ％-ε，则执行步骤7，若P(λ0)≥Φ％+ε，则在λimax和
Figure BDA0001408273290000092
区间内进行二进制搜索，使得Φ％-ε≤P(λ)≤Φ％+ε。
上述实施例另一种可能的实现方式为：用户体验指标为，优化码率自适应算法参数，使得体验方程o＝φ-K·μ最大化，其中，φ为视频平均码率，μ为视频会话中卡顿时间的比例，K为常数，控制卡顿和码率的折中。
则为了在不同网络质量参数条件下确定码率自适应算法的优化参数以尽可能实现用户体验指标，本实施例中使用自动化仿真平台，输入网络质量参数，并模拟TCP实现、视频播放过程和码率自适应算法优化，记录视频播放过程中的体验指标如卡顿时间比例、平均码率等，并得出单个会话的体验oi。循环1000次后，得出算数平均体验o(λ)。具体步骤包括：
步骤1：初始化N维参数λ为λ0；
步骤2：通过自动化仿真平台获取平均体验o(λ0)；
步骤3：获取N维参数λ中的一个参数λi，使得独立的对所有N个参数调节一个固定系数α后，该参数的调节使得oj(λ)增加最大，此时将λi＝α·λi,j＝j+1；
步骤4：若平均体验值|oj(λ)-oj-1(λ)|＞ε，则执行步骤3，若|oj(λ)-oj-1(λ)|≤ε，则返回λ。
进一步地，本方式可进一步优化为，执行完步骤4后得到一个最优的平均体验值和对应的λ。并通过多次执行步骤1-步骤4，得到不同的平均体验值，而本方式选择其中最大的一个取得最大平均体验的λ作为最优的码率自适应算法参数返回。
图6为本申请码率自适应算法优化系统实施例一的结构示意图。如图6所示，本实施例系统包括：业务服务器和管理服务器，其中，业务服务器与终端、管理服务器以及终端所接入的网络连接，终端通过其所接入的网络向CDN请求视频内容。
具体地，管理服务器用于对接入业务服务器的终端进行鉴权认证；
业务服务器用于接收终端发送的码率自适应算法的优化请求，优化请求包括：终端的码率自适应算法和终端的用户体验指标参数；
业务服务器还用于获取终端所接入网络的当前网络质量参数，根据码率自适应算法、用户体验指标参数和当前网络质量参数确定码率自适应算法的优化参数，并向终端发送码率自适应算法的优化参数。
本实施例所示的码率自适应算法优化系统用于执行图1所示码率自适应算法优化优化方法，其实现原理与技术效果相同，此处不再赘述。
可选地，在上述实施例中，业务服务器具体用于，从数据库中获取码率自适应算法离线优化数据，码率自适应算法离线优化数据包括：码率自适应算法、用户体验指标参数、网络质量参数以及码率自适应算法优化参数之间的映射关系；
业务服务器还具体用于，根据码率自适应算法、用户体验指标参数以及码率自适应算法离线优化数据，确定码率自适应算法的优化参数。
本实施例所示的码率自适应算法优化系统用于执行图2所示码率自适应算法优化方法，其实现原理与技术效果相同，此处不再赘述。
可选地，在上述实施例中，业务服务器具体用于从网络质量监控服务器获取终端所接入网络的当前网络质量，或者，
接收终端上报的终端所接入网络的当前网络质量。
可选地，在上述实施例中，管理服务器还用于接收终端发送的码率自适应算法注册请求，注册请求包括：终端的码率自适应算法；
业务服务器还用于根据终端的码率自适应算法，针对不同的用户体验指标参数、不同的网络质量生成码率自适应算法的离线优化数据。
本实施例所示的码率自适应算法优化系统用于执行图3所示码率自适应算法优化方法，其实现原理与技术效果相同，此处不再赘述。
可选地，在上述实施例中，注册请求中还包括：终端所请求的优化场景和终端所接入网络的TCP实现方式；
业务服务器根据终端的码率自适应算法、终端所请求的优化场景和终端所接入网络的TCP实现方式，针对不同的用户体验指标参数、不同的网络质量生成码率自适应算法的离线优化数据。
可选地，在上述实施例中，根据终端的码率自适应算法、终端所请求的优化场景和终端所接入网络的TCP实现方式，针对不同的用户体验指标参数、不同的网络质量生成码率自适应算法的离线优化数据，包括：
步骤A：初始化码率自适应算法优化参数；
步骤B：基于终端所请求的优化场景、终端所接入网络的TCP实现方式和指定的网络质量，根据初始化码率自适应算法优化参数执行码率自适应算法；
步骤C：根据执行码率自适应算法得到的码率向模拟网络内容分发网络CDN请求码率对应的视频；
步骤D：根据视频的体验与用户体验指标参数之间的差异，调整码率自适应算法优化参数；
步骤E：循环执行步骤B至步骤D，直至视频的体验与用户体验指标参数之间的差异满足第一预设条件，将码率自适应算法优化参数确定为码率自适应算法最佳优化参数。
可选地，在上述实施例中，网络质量参数包括下述的一项或多项：终端所接入网络的带宽参数、丢包参数、抖动参数和时延参数。
本实施例所示的码率自适应算法优化系统用于执行前述实施例所示码率自适应算法优化方法，其实现原理与技术效果相同，此处不再赘述。
本申请一实施例提供一种终端，终端包括计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，该指令被处理器执行时实现以下步骤：
步骤1：向业务服务器发送码率自适应算法的优化请求，优化请求包括：终端的码率自适应算法和终端的用户体验指标参数；
步骤2：接收业务服务器发送的码率自适应算法的优化参数，码率自适应算法的优化参数为业务服务器根据码率自适应算法、用户体验指标参数和终端所接入网络的当前网络质量参数确定；
步骤3：根据第一参数执行码率自适应算法优化得到第一码率；
步骤4：根据第一码率向网络内容分发网络CDN请求第一码率对应的视频。
本实施例提供的终端用于与前述实施例中的码率自适应算法优化系统进行交互，其具有相同的技术特征，在此不再赘述。
可选地，在上述实施例中，步骤1之前，还包括：
向管理服务器发送码率自适应算法注册请求，注册请求包括：终端的码率自适应算法。
可选地，在上述实施例中，注册请求中还包括：终端所请求的优化场景和终端所接入网络的TCP实现方式。
可选地，在上述实施例中，网络质量参数包括下述的一项或多项：终端所接入网络的带宽参数、丢包参数、抖动参数和时延参数。
本实施例提供的终端用于与前述实施例中的码率自适应算法优化系统进行交互，其具有相同的技术特征，在此不再赘述。
本申请还提供一种存储介质，包括：可读存储介质和计算机程序，所述计算机程序用于实现前述的各实施例提供的码率自适应算法优化方法。
本申请还提供一种程序产品，该程序产品包括计算机程序(即执行指令)，该计算机程序存储在可读存储介质中。编码设备的至少一个处理器可以从可读存储介质读取该计算机程序，至少一个处理器执行该计算机程序使得编码设备实施前述的各种实施方式提供的码率自适应算法优化方法。

Claims (16)

1.一种码率自适应算法优化系统，其特征在于，包括：业务服务器和管理服务器；
所述管理服务器用于对接入所述业务服务器的终端进行鉴权认证；
所述业务服务器用于接收所述终端发送的码率自适应算法的优化请求，所述优化请求包括：所述终端的码率自适应算法和所述终端的用户体验指标参数；
所述业务服务器还用于获取所述终端所接入网络的当前网络质量参数，根据所述码率自适应算法、所述用户体验指标参数和所述当前网络质量参数确定所述码率自适应算法的优化参数，并向所述终端发送所述码率自适应算法的优化参数；
所述业务服务器具体用于，从数据库中获取码率自适应算法离线优化数据，所述码率自适应算法离线优化数据包括：码率自适应算法、用户体验指标参数、网络质量参数以及码率自适应算法优化参数之间的映射关系；
所述业务服务器还具体用于，根据所述码率自适应算法、所述用户体验指标参数以及所述码率自适应算法离线优化数据，确定所述码率自适应算法的优化参数；
所述码率自适应算法离线优化数据是所述业务服务器在空闲时或者预设时间所确定的；所述码率自适应算法、所述用户体验指标参数是所述终端在未发送优化请求时，向所述业务服务器所发送的。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，
所述业务服务器具体用于从网络质量监控服务器获取所述终端所接入网络的当前网络质量参数，或者，
接收所述终端上报的所述终端所接入网络的当前网络质量参数。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，
所述管理服务器还用于接收所述终端发送的码率自适应算法注册请求，所述注册请求包括：所述终端的码率自适应算法；
所述业务服务器还用于根据所述终端的码率自适应算法，针对不同的用户体验指标参数、不同的网络质量参数生成所述码率自适应算法的离线优化数据。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，
所述注册请求中还包括：所述终端所请求的优化场景和所述终端所接入网络的TCP实现方式；
所述业务服务器根据所述终端的码率自适应算法、所述终端所请求的优化场景和所述终端所接入网络的TCP实现方式，针对不同的用户体验指标参数、不同的网络质量参数生成所述码率自适应算法的离线优化数据。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述根据所述终端的码率自适应算法、所述终端所请求的优化场景和所述终端所接入网络的TCP实现方式，针对不同的用户体验指标参数、不同的网络质量生成所述码率自适应算法的离线优化数据，包括：
步骤A：初始化码率自适应算法优化参数；
步骤B：基于所述终端所请求的优化场景、所述终端所接入网络的TCP实现方式和指定的网络质量，根据所述初始化码率自适应算法优化参数执行所述码率自适应算法；
步骤C：根据执行所述码率自适应算法得到的码率向模拟网络内容分发网络CDN请求所述码率对应的视频；
步骤D：根据所述视频的体验与所述用户体验指标参数之间的差异，调整所述码率自适应算法优化参数；
步骤E：循环执行步骤B至步骤D，直至所述视频的体验与所述用户体验指标参数之间的差异满足第一预设条件，将所述码率自适应算法优化参数确定为所述码率自适应算法最佳优化参数。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述网络质量参数包括下述的一项或多项：所述终端所接入网络的带宽参数、丢包参数、抖动参数和时延参数。
7.一种码率自适应算法的优化方法，其特征在于，包括：
接收终端发送的码率自适应算法的优化请求，所述优化请求包括：所述终端的码率自适应算法和所述终端的用户体验指标参数；
获取所述终端所接入网络的当前网络质量参数；
根据所述码率自适应算法、所述用户体验指标参数和所述当前网络质量参数确定所述码率自适应算法的优化参数，并向所述终端发送所述码率自适应算法的所述优化参数；
所述用户体验指标参数和所述当前网络质量参数确定所述码率自适应算法的优化参数，包括：
从数据库中获取码率自适应算法离线优化数据，所述码率自适应算法离线优化数据包括：码率自适应算法、用户体验指标参数、网络质量参数以及码率自适应算法优化参数之间的映射关系；其中，所述码率自适应算法离线优化数据是业务服务器在空闲时或者预设时间所确定的；所述码率自适应算法、所述用户体验指标参数是所述终端在未发送优化请求时，向所述业务服务器所发送的；
根据所述码率自适应算法、所述用户体验指标参数以及所述码率自适应算法离线优化数据，确定所述码率自适应算法的优化参数。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述获取所述终端所接入网络的当前网络质量参数包括：
从网络质量监控服务器获取所述终端所接入网络的当前网络质量参数，或者，
接收所述终端上报的所述终端所接入网络的当前网络质量参数。
9.如权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
接收所述终端发送的码率自适应算法注册请求，所述注册请求包括：所述终端的码率自适应算法；
根据所述终端的码率自适应算法，针对不同的用户体验指标参数、不同的网络质量参数生成所述码率自适应算法的离线优化数据。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，
所述注册请求中还包括：所述终端所请求的优化场景和所述终端所接入网络的TCP实现方式；
根据所述终端的码率自适应算法、所述终端所请求的优化场景和所述终端所接入网络的TCP实现方式，针对不同的用户体验指标参数、不同的网络质量参数生成所述码率自适应算法的离线优化数据。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述根据所述终端的码率自适应算法、所述终端所请求的优化场景和所述终端所接入网络的TCP实现方式，针对不同的用户体验指标参数、不同的网络质量参数生成所述码率自适应算法的离线优化数据，包括：
步骤A：初始化码率自适应算法优化参数；
步骤B：基于所述终端所请求的优化场景、所述终端所接入网络的TCP实现方式和指定的网络质量参数，根据所述初始化码率自适应算法优化参数执行所述码率自适应算法；
步骤C：根据执行所述码率自适应算法得到的码率向模拟网络内容分发网络CDN请求所述码率对应的视频；
步骤D：根据所述视频的体验与所述用户体验指标参数之间的差异，调整所述码率自适应算法优化参数；
步骤E：循环执行步骤B-步骤D，直至所述视频的体验与所述用户体验指标参数之间的差异满足第一预设条件，将所述码率自适应算法优化参数确定为所述码率自适应算法最佳优化参数。
12.根据权利要求7、8、10或11任一项所述的方法，其特征在于，所述网络质量参数包括下述的一项或多项：所述终端所接入网络的带宽参数、丢包参数、抖动参数和时延参数。
13.一种终端，所述终端包括计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，其特征在于，该指令被处理器执行时实现以下步骤：
向业务服务器发送码率自适应算法的优化请求，所述优化请求包括：所述终端的码率自适应算法和所述终端的用户体验指标参数；
接收业务服务器发送的码率自适应算法的优化参数，所述码率自适应算法的优化参数为所述业务服务器根据所述码率自适应算法、所述用户体验指标参数和所述终端所接入网络的当前网络质量参数确定；所述码率自适应算法的优化参数具体为所述业务服务器根据所述码率自适应算法、所述用户体验指标参数以及所述码率自适应算法离线优化数据确定；所述码率自适应算法离线优化数据是所述业务服务器在空闲时或者预设时间所确定的；所述码率自适应算法、所述用户体验指标参数是所述终端在未发送优化请求时，向所述业务服务器所发送的，所述码率自适应算法离线优化数据包括：码率自适应算法、用户体验指标参数、网络质量参数以及码率自适应算法优化参数之间的映射关系；
根据第一参数执行所述码率自适应算法得到第一码率；
根据所述第一码率向网络内容分发网络CDN请求所述第一码率对应的视频。
14.根据权利要求13所述的终端，其特征在于，所述向业务服务器发送码率自适应算法的优化请求之前，还包括：
向管理服务器发送码率自适应算法注册请求，所述注册请求包括：所述终端的码率自适应算法。
15.根据权利要求14所述的终端，其特征在于，所述注册请求中还包括：所述终端所请求的优化场景和所述终端所接入网络的TCP实现方式。
16.根据权利要求13-15任一项所述的终端，其特征在于，所述网络质量参数包括下述的一项或多项：所述终端所接入网络的带宽参数、丢包参数、抖动参数和时延参数。
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