CN108322708A - 一种基于多路并行传输技术的实时视频传输系统及其方法 - Google Patents

一种基于多路并行传输技术的实时视频传输系统及其方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种基于多路并行传输技术的实时视频传输系统及其方法，传输系统包括发送端和接收端，发送端通过核心网连接接收端；发送端包括嵌入式板卡以及搭载于嵌入式开发板卡的高清摄像头和LTE/WIFI网卡阵列，高清摄像头用于采集原始视频，LTE/WIFI网卡阵列提供多路并行LTE和WIFI链路与核心网络连接，接收端接收到来自不同传输链路的视频流，进行合并解码播放。本发明根据监控获取各个链路的带宽和时延参数动态调整视频编码的量化参数，即QP参数，并根据QP参数对采集的视频进行编码，再将编码后的视频根据各路径的带宽、时延按不同比重分流至不同的传输链路同时进行视频传输。本发明有效提升传输带宽，实现移动终端在LTE和WIFI之间的无缝切换。

Description

一种基于多路并行传输技术的实时视频传输系统及其方法
技术领域
本发明涉及数据处理技术领域，尤其涉及一种基于多路并行传输技术的实时视频传输系统及其方法。
背景技术
近年来，移动视频流量迎来了爆发式的增长。根据思科的市场调查报告显示，移动视频流量在2016年全年的移动数据流量中占比已经超过了60%，并且到了2021年这个数据将会达到78%。高速增长的视频流量给现有的网络负载能力带来了巨大的挑战。并且，随着无线网络技术的不断提升，用户对视频质量的需求也在不断提升。超高清、低时延的视频业务需求将成为未来的主流应用趋势。在当前的LTE移动网络中，虽然覆盖范围广，移动性支持也较好，但移动用户的上行链路带宽有限，且移动网络的资费较高。而WIFI无线网络，虽然速率较高，但移动性支持差，且覆盖范围有限。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于多路并行传输技术的实时视频传输系统及其方法。移动终端通过同时开启LTE和WIFI链路，利用LTE和WIFI链路并行数据传输。本发明的技术方案不仅可以有效提升传输带宽，还可以实现移动终端在LTE和WIFI之间的无缝切换。
本发明采用的技术方案是：
一种基于多路并行传输技术的实时视频传输系统，其包括发送端和接收端，发送端通过核心网连接接收端；发送端包括嵌入式板卡以及搭载于嵌入式开发板卡的高清摄像头和LTE/WIFI网卡阵列，高清摄像头用于采集原始视频，LTE/WIFI网卡阵列提供多路并行LTE和WIFI链路与核心网络连接，
嵌入式板卡上设有如下模块：
路径探测模块：实时探测多路并行LTE和WIFI链路的带宽、时延、丢包率；
码率控制模块：根据多路并行LTE和WIFI链路的带宽、时延参数动态调整视频编码的量化参数，即QP参数；
编码模块：将采集到的原始视频根据码率控制模块提供的QP参数进行编码；
发送端缓存模块：缓存经编码模块编码的视频；
链路缓存模块：用于缓存待发送的视频数据，多路并行LTE和WIFI链路分别对应设有一链路缓存区；
多路并行分流控制模块：根据多路并行LTE和WIFI链路的带宽、时延参数将发送端缓存模块中的视频分流至链路缓存模块的各链路缓存区；
接收端上设有如下模块：
接收端缓存模块：从各路并行LTE和WIFI链路上接收视频，并合并后送至解码模块；
解码模块：对接收到的视频进行解码；
视频播放模块：播放经解码的视频。
进一步地，多路并行分流控制模块在带宽大且时延低的链路分配的视频流大于在带宽小和时延高的链路分配的视频流。
进一步地，多路并行分流控制模块在分流时需要保证分流后的视频流通过各链路所产生的时延差控制在200ms范围以内。
进一步地，本发明还公开了一种基于多路并行传输技术的实时视频传输方法，其包括以下步骤：
S1、采集获取原始视频，
S2、实时探测获取多路并行LTE和WIFI链路的带宽、时延、丢包率，
S3、根据多路并行LTE和WIFI链路的带宽、时延参数动态调整视频编码的量化参数，即QP参数，
S4、将原始视频根据码率控制模块提供的QP参数进行编码，
S5、将编码后的视频缓存至发送端缓存模块等待分流，
S6、根据多路并行LTE和WIFI链路的带宽、时延参数将更多的视频流分流缓存至带宽大和时延低的链路所对应的链路缓存区，将较少的视频流分流缓存至带宽小和时延高的链路所对应的链路缓存区；
S7、将链路缓存区中视频流通过对应链路传输至接收端；
S8、接收端接收到来自不同传输链路的视频流，进行合并解码播放。
进一步地，步骤S6中分流时需要保证分流后的视频流通过各链路所产生的时延差控制在200ms范围以内。
本发明采用以上技术方案，发送端采用嵌入式开发板，通过摄像头采集到视频，并实时监控获取各个链路的带宽和时延参数，码率控制模块根据多路并行传输性能进行动态调整视频编码的量化参数，即QP参数，编码模块根据QP参数对采集的视频进行编码，再将编码后的视频根据各路径的带宽、时延按不同比重分流至不同的传输链路；通过多条LTE和WIFI链路传输路径同时进行视频传输。接收端通过在PC上部署视频接收端，经单网卡或多网卡接收到来自不同传输路径的视频流，经解码后通过监视器播放。本发明通过同时开启LTE和WIFI链路，利用LTE和WIFI链路并行数据传输。本发明不仅可以有效提升传输带宽，还可实现移动终端在LTE和WIFI之间的无缝切换。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明；
图1为本发明一种基于多路并行传输技术的实时视频传输系统的结构示意图；
图2为本发明一种基于多路并行传输技术的实时视频传输系统的原理示意图；
图3为本发明一种基于多路并行传输技术的实时视频传输方法的流程示意图。
具体实施方式
如图1或2所示，本发明公开了一种基于多路并行传输技术的实时视频传输系统，其包括发送端和接收端，发送端通过核心网连接接收端；发送端包括嵌入式板卡以及搭载于嵌入式开发板卡的高清摄像头和LTE/WIFI网卡阵列，高清摄像头用于采集原始视频，LTE/WIFI网卡阵列提供多路并行LTE和WIFI链路与核心网络连接，
嵌入式板卡上设有如下模块：
路径探测模块：实时探测多路并行LTE和WIFI链路的带宽、时延、丢包率；
码率控制模块：根据多路并行LTE和WIFI链路的带宽、时延参数动态调整视频编码的量化参数，即QP参数；
编码模块：将采集到的原始视频根据码率控制模块提供的QP参数进行编码；
发送端缓存模块：缓存经编码模块编码的视频；
链路缓存模块：用于缓存待发送的视频数据，多路并行LTE和WIFI链路分别对应设有一链路缓存区；
多路并行分流控制模块：根据多路并行LTE和WIFI链路的带宽、时延参数将发送端缓存模块中的视频分流至链路缓存模块的各链路缓存区；
接收端上设有如下模块：
接收端缓存模块：从各路并行LTE和WIFI链路上接收视频，并合并后送至解码模块；
解码模块：对接收到的视频进行解码；
视频播放模块：播放经解码的视频。
进一步地，多路并行分流控制模块在带宽大且时延低的链路分配的视频流大于在带宽小和时延高的链路分配的视频流。
进一步地，多路并行分流控制模块在分流时需要保证分流后的视频流通过各链路所产生的时延差控制在200ms范围以内。
进一步地，如图3所示，本发明还公开了一种基于多路并行传输技术的实时视频传输方法，其包括以下步骤：
S1、采集获取原始视频，
S2、实时探测获取多路并行LTE和WIFI链路的带宽、时延、丢包率，
S3、根据多路并行LTE和WIFI链路的带宽、时延参数动态调整视频编码的量化参数，即QP参数，
S4、将原始视频根据码率控制模块提供的QP参数进行编码，
S5、将编码后的视频缓存至发送端缓存模块等待分流，
S6、根据多路并行LTE和WIFI链路的带宽、时延参数将更多的视频流分流缓存至带宽大和时延低的链路所对应的链路缓存区，将较少的视频流分流缓存至带宽小和时延高的链路所对应的链路缓存区；
S7、将链路缓存区中视频流通过对应链路传输至接收端；
S8、接收端接收到来自不同传输链路的视频流，进行合并解码播放。
进一步地，步骤S6中分流时需要保证分流后的视频流通过各链路所产生的时延差控制在200ms范围以内。
本发明采用以上技术方案，发送端采用嵌入式开发板，通过摄像头采集到视频，并实时监控获取各个链路的带宽和时延参数，码率控制模块根据多路并行传输性能进行动态调整视频编码的量化参数，即QP参数，编码模块根据QP参数对采集的视频进行编码，再将编码后的视频根据各路径的带宽、时延按不同比重分流至不同的传输链路；通过多条LTE和WIFI链路传输路径同时进行视频传输。接收端通过在PC上部署视频接收端，经单网卡或多网卡接收到来自不同传输路径的视频流，经解码后通过监视器播放。本发明通过同时开启LTE和WIFI链路，利用LTE和WIFI链路并行数据传输。本发明不仅可以有效提升传输带宽，还可实现移动终端在LTE和WIFI之间的无缝切换。

Claims (5)

1.一种基于多路并行传输技术的实时视频传输系统，其特征在于：其包括发送端和接收端，发送端通过核心网连接接收端；发送端包括嵌入式板卡以及搭载于嵌入式开发板卡的高清摄像头和LTE/WIFI网卡阵列，高清摄像头用于采集原始视频，LTE/WIFI网卡阵列提供多路并行LTE和WIFI链路与核心网络连接，
嵌入式板卡上设有如下模块：
路径探测模块：实时探测多路并行LTE和WIFI链路的带宽、时延、丢包率；
码率控制模块：根据多路并行LTE和WIFI链路的带宽、时延参数动态调整视频编码的量化参数，即QP参数；
编码模块：将采集到的原始视频根据码率控制模块提供的QP参数进行编码；
发送端缓存模块：缓存经编码模块编码的视频；
链路缓存模块：用于缓存待发送的视频数据，多路并行LTE和WIFI链路分别对应设有一链路缓存区；
多路并行分流控制模块：根据多路并行LTE和WIFI链路的带宽、时延参数将发送端缓存模块中的视频分流至链路缓存模块的各链路缓存区；
接收端上设有如下模块：
接收端缓存模块：从各路并行LTE和WIFI链路上接收视频，并合并后送至解码模块；
解码模块：对接收到的视频进行解码；
视频播放模块：播放经解码的视频。
2.根据权利要求1所述的一种基于多路并行传输技术的实时视频传输系统，其特征在于：多路并行分流控制模块在带宽大且时延低的链路分配的视频流大于在带宽小和时延高的链路分配的视频流。
3.根据权利要求1所述的一种基于多路并行传输技术的实时视频传输系统，其特征在于：多路并行分流控制模块在分流时需要保证分流后的视频流通过各链路所产生的时延差控制在200ms范围以内。
4.一种基于多路并行传输技术的实时视频传输方法，其特征在于：其包括以下步骤：
S1、采集获取原始视频，
S2、实时探测获取多路并行LTE和WIFI链路的带宽、时延、丢包率，
S3、根据多路并行LTE和WIFI链路的带宽、时延参数动态调整视频编码的量化参数，即QP参数，
S4、将原始视频根据码率控制模块提供的QP参数进行编码，
S5、将编码后的视频缓存至发送端缓存模块等待分流，
S6、根据多路并行LTE和WIFI链路的带宽、时延参数将更多的视频流分流缓存至带宽大和时延低的链路所对应的链路缓存区，将较少的视频流分流缓存至带宽小和时延高的链路所对应的链路缓存区；
S7、将链路缓存区中视频流通过对应链路传输至接收端；
S8、接收端接收到来自不同传输链路的视频流，进行合并解码播放。
5.根据权利要求4所述的一种基于多路并行传输技术的实时视频传输方法，其特征在于：步骤S6中分流时需要保证分流后的视频流通过各链路所产生的时延差控制在200ms范围以内。
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